Question

【题目】某种碳酸锰矿的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3等。已知碳酸锰难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰，流程如下：

（1）写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式______________________________。

（2）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：

离子	Fe3+	Al3+	Fe2+	Mn2+	Mg2+
开始沉淀的pH	2.7	3.7	7.0	7.8	9.3
沉淀完全的pH	3.7	4.7	9.6	9.8	10.8

①流程中先加双氧水的目的是__________________________________________。

②加氨水调节溶液的pH等于6，则滤渣的成分是__________________，滤液中含有的阳离子有H+ 和___________________。

（3）在浸出液里锰元素只以Mn2+ 的形式存在，且滤渣中也无MnO2，请解释原因_________。

（4）阴离子膜法电解装置如右图所示，电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向，则A电极是______极。实际生产中，阳极以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为__________________________。

（5）该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止Mn2+ 进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资浪费，写出该副反应的电极反应式________________________________。

Answer 1

【答案】 MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O 将Fe2+氧化为Fe3+ Al(OH)3、Fe(OH)3 Mn2+、Mg2+、NH4+ MnO2在酸性条件下被二价铁还原为Mn2+ 负极 4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O4e-=O2↑+4H+ Mn2+-2e-+2H20=MnO2+4H+

【解析】（1）用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式为MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O。

（2）①流程中先加双氧水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+。

②加氨水调节溶液的pH等于6，由表中数据可知，pH=6时，Fe3+和Al3+可以完全沉淀，其他离子不会沉淀，所以滤渣的成分是Al(OH)3、Fe(OH)3，滤液中含有的阳离子有H+ 和Mn2+、Mg2+、NH4+。

（3）在浸出液里锰元素只以Mn2+ 的形式存在，且滤渣中也无MnO2，因为MnO2在酸性条件下被二价铁还原为Mn2+。

（4）由图可知，溶液中阴离子由左向右移动，则与B相连的电极为阳极，B电极为正极，所以A电极是负极。实际生产中，阳极以稀硫酸为电解液，阳极上OH-放电生成氧气，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O4e-=O2↑+4H+。

（5）该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止Mn2+ 进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资浪费，该副反应的电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+。