Question

【題目】錳是治煉工業中常用的添加劑。以碳酸錳礦(主要成分為MnCO3,還含有 FeCO3、NiCO3等雜質)為原料生產金屬錳的工藝流程如下圖,請回答以下問題:

(1)步驟Ⅰ中,將碳酸錳礦研磨成粉末的主要目的是_______,其中碳酸錳與硫酸反應的化學方程式為_________________。

(2)步驟Ⅱ中,先加入二氧化錳發生以下反應:MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+2H2O+x,x的化學式為______；已知濾液1中的主要溶質為MnSO4同時還含有少量NiSO4,則步驟Ⅱ中加入氨水的主要目的是________。

(3)步驟Ⅲ中,所得濾液2中含有的溶質為MnSO4、(NH4)2SO4，則濾渣2中主要成分為______(填化學式)

(4)步驟Ⅳ中,電解后的廢液中還含有Mn2+,常用石灰乳進行一級沉降得到沉淀Mn(OH)2和氨氣,過濾后,再向濾液中加入Na2S進行二級沉降得到沉淀MnS。寫出二級沉降過程中發生的化學反應方程式:___________________;沉降過程的產物中,______________________可循環利用于上述流程。

Answer 1

【答案】 增加反應物之間的接觸面積，使反應更充分，同時加快反應速率 MnCO3 + H2SO4 = MnSO4 + H2O + CO2 ↑ Fe2(SO4)3 除去鐵離子 NiS MnSO4+ Na2S = Na2SO4 + MnS↓ 氨氣

【解析】(1)根據將碳酸錳礦研磨成粉末的主要目的是增加反應物之間的接觸面積，使反應更充分，同時加快反應速率解答；根據碳酸錳與硫酸反應生成硫酸錳、水、二氧化碳解答；(2)根據質量守恒定律分析解答；根據濾液1中不含鐵離子解答；(3)根據濾液1中的主要溶質為MnSO4同時還含有少量NiSO4，NiSO4與加入的(NH4)2S反應分析解答；(4)根據MnSO4與Na2S反應，生成Na2SO4 和 MnS解答；根據題中信息可知，有氨氣生成，氨氣可通入步驟Ⅱ循環利用解答。(1)步驟Ⅰ中，將碳酸錳礦研磨成粉末的主要目的是增加反應物之間的接觸面積，使反應更充分，同時加快反應速率；碳酸錳與硫酸反應生成硫酸錳、水、二氧化碳，反應的化學方程式為MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2 ↑；(2)反應前Mn、O、Fe、SO42-、H個數為1、2、2、4、4，反應后Mn、O、Fe、SO42-、H個數為1、2、0、1、4，反應前后Fe相差2個，SO42-相差3個，又x前的化學計量數為1，故x的化學式為Fe2(SO4)3；又濾液1中的主要溶質為MnSO4同時還含有少量NiSO4，不含Fe2(SO4)3，則步驟Ⅱ中加入氨水的主要目的是除去鐵離子；(3) 濾液1中的主要溶質為MnSO4同時還含有少量NiSO4，又步驟Ⅲ中，所得濾液2中含有的溶質為MnSO4、(NH4)2SO4，故NiSO4與加入的(NH4)2S反應，反應的化學方程式為NiSO4+(NH4)2S=(NH4)2SO4+ NiS↓，故濾渣2中主要成分為NiS；(4)MnSO4與Na2S反應，生成Na2SO4 和 MnS，反應的化學方程式為MnSO4+Na2S=Na2SO4 + MnS↓；由題中信息可知，有氨氣生成，故氨氣可循環利用于上述流程。