Question

16．工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO₂的工艺流程如下：

有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氢氧化物	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Pb（OH）2	Mn（OH）2
开始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2	8.0	8.3
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7	8.8	9.8

请问答下列问题：
（1）酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是增大接触面积，加快反应速率（使反应更充分）．
（2）酸浸后的溶液中含有Mn²⁺、SO₄^2-，另含有少量Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Pb²⁺等，其除杂过程如下：
①加入MnO₂将Fe²⁺氧化，其离子反应方程式为2Fe²⁺+MnO₂+4H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O．
②加入CaO将溶液的pH调到5.2～6.0，其主要目的除去Fe³⁺，A1³⁺．
③加入BaS，除去Cu²⁺、Pb²⁺．

Answer 1

分析 碳酸锰矿粉碎加入稀硫酸酸浸过滤除杂，滤液中加入碳酸氢铵沉淀反应过滤得到固体，通入氧气焙烧得到二氧化锰，
（1）从影响反应速率的因素考虑，增大接触面积会提高反应速率；
（2）Fe²⁺具有还原性，可以被MnO₂在酸性条件下氧化成Fe³⁺；加入CaO将溶液的pH调到5.2～6.0，Fe³⁺和Al³⁺分别生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀．

解答 解：（1）将碳酸锰矿粉碎可以增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分，
故答案为：增大接触面积，加快反应速率（使反应更充分）；
（2）①Fe²⁺具有还原性，可以被MnO₂在酸性条件下氧化成Fe³⁺，反应的离子方程式为2Fe²⁺+MnO₂+4H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+MnO₂+4H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O；
②加入CaO将溶液的pH调到5.2～6.0，Fe³⁺和Al³⁺分别生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀；
故答案为：除去Fe³⁺，A1³⁺．

点评 本题考查了物质的制备方案的设计，涉及计影响反应速率的因素、离子分离方法、离子方程式的书写，题目中等难度，要充分利用流程提供的信息，围绕实验原理来解答．