Question

工业上常利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO₂)来吸收含SO₂的废气，最终制得硫酸锰晶体(MnSO₄·H₂O)，其主要流程如下：

已知：浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn²⁺，还含有少量的Fe²⁺、Al³⁺等其他金属离子。有关金属离子形成氢氧化物沉淀时溶液的pH见下表：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe^2+	7.6	9.7
Fe^3+	2.7	3.7
Al^3+	3.8	4.7
Mn^2+	8.3	9.8

（1）软锰矿浆中通入含SO₂废气后，发生主要反应的化学方程式为____________________。

（2）浸出液中加入MnO₂粉末的目的是____________；反应的离子方程式是___________________。

（3）溶液中加入石灰浆来调节pH，其作用是_________________；pH应调节的范围是__________。

（4）滤渣的主要成分是________________________________________________(用化学式表示)。

Answer

（12分，每空2分）（1）SO2＋MnO2＝MnSO4 

（2）将Fe2+氧化为Fe3+；2Fe2+＋MnO2＋4H+＝2Fe3+＋Mn2+＋2H2O

（3）使Fe3+、Al3+完全沉淀；4.7≤pH＜8.3  （4）Fe(OH)3、Al(OH)3、CaSO4

【解析】

试题分析：（1）低品位软锰矿浆的主要成分是MnO2，通入SO2浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn2+，这说明MnO2与SO2发生了氧化还原反应，反应的化学方程式为SO2＋MnO2＝MnSO4。

（2）杂质离子中Fe2+完全沉淀时的pH大于Mn2+开始沉淀时的pH，所以必须利用其还原性将其氧化成铁离子而除去。由于MnO2具有氧化性，能把亚铁离子氧化生成Fe3+，有关反应的离子方程式为2Fe2+＋MnO2＋4H+＝2Fe3+＋Mn2+＋2H2O。

（3）溶液的杂质离子Fe3+、Al3+阳离子，从图可表以看出，大于4.7可以将Fe3+和Al3+除去，但不能超过8.3，以防止Mn2+也沉淀，所以只要调节pH值在4.7≤pH＜8.3间即可。

（4）Fe3+、Al3+等金属阳离子通过调pH值，转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，同时还生成微溶性的硫酸钙，所以滤渣主要有氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙，其化学式分别是Fe(OH)3、Al(OH)3、CaSO4。

考点：考查氧化还原反应方程式的书写、物质的除杂、反应条件的控制以及生成物的判断等