Question

硫酸锰在电解锰、染料、造纸以及陶瓷等工业生产中有广泛的应用。利用软锰矿( 主要成分为MnO₂，含铁的化合物等杂质)和闪锌矿(主要成分ZnS)制得硫酸锰的流程如下：

（1）“酸浸”时，为了缩短浸取时间，常加入少量FeSO₄溶液，FeSO₄的作用可能是___________________；MnO₂、ZnS 及硫酸反应转变为两种硫酸盐的化学方程式为______________________。

（2）常温下，Ksp(ZuS) =1.2×l0^-24、Ksp(MnS)=1.5×10^-15，“沉锌”反应为：Zn²⁺(aq)+MnSZnS+Mn²⁺(aq)，该反应的平衡常数K=__________________。

（3）在强酸性条件下加入MnO₂ 氧化Fe²⁺ 的离子方程式为___________________。

（4）“除铁”时需要调节pH 约为3～4，过滤所得的滤渣2 中除MnO₂ 以外的另一种物质是________________。(写化学式)

（5）该工艺流程中可以循环利用的物质是____________________。

Answer

催化剂 4MnO2+ZnS+4H2SO4=4MnSO4+ ZnSO4+4H2O 1.25×109 MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O Fe(OH)3 ZnS

【解析】

（1）因为软锰矿( 主要成分为MnO2，含铁的化合物等杂质)和闪锌矿(主要成分ZnS)，加稀硫酸会把这些金属氧化物变成离子， “酸浸”时，为了缩短浸取时间，常加入少量FeSO4溶液，FeSO4的作用可能是催化剂的作用，因为催化剂能够改变化学反应的速。MnO2、ZnS 及硫酸反应转变为两种硫酸盐的化学方程式为4MnO2+ZnS+4H2SO4=4MnSO4+ ZnSO4+4H2O。本题答案：催化剂 4MnO2+ZnS+4H2SO4=4MnSO4+ ZnSO4+4H2O。

（2）常温下，Ksp(ZuS) =1.2×l0-24、Ksp(MnS)=1.5×10-15，“沉锌”反应为：Zn2+(aq)+MnSZnS+Mn2+(aq)，该反应的平衡常数K=c(Mn2+)/c(Zn2+)。Ksp(ZuS)= c(Zn2+).c(S2-)

Ksp(MnS)=c(c(Mn2+). c(S2-), Ksp(MnS)/ Ksp(MnS)= c(Mn2+)/c(Zn2+)=K所以K=1.25×109

（3）在强酸性条件下加入MnO2 氧化Fe2+ 的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O

（4）由（3）知强酸性条件下加入MnO2 氧化Fe2+ 变成Fe3+ ，, Ksp(Fe(OH)3)=2.610-39“调节pH 约为3～4时会出现Fe(OH)3沉淀。本题答案：Fe(OH)3。(写化学式)

（5）由知该工艺流程中可以循环利用的物质是ZnS。