Question

一种由富锰渣(含2MnO·SiO₂、3MnO·Al₂O₃·3SiO₂、FeO及重金属盐等)制备高纯MnCl₂的工艺流程如下:

回答下列问题:  

（1）“浸取”时的温度与四种元素的浸取率如图所示。

①工艺上控制75℃的主要原因是____________________________________________。

②铁和铝的浸出率从72℃明显下降的可能原因是___________________________________。

（2）“氧化”时发生反应的离子方程式为___________________________________________。

（3）通过调整pH可以“除铁和铝”。常温下，三种氢氧化物开始沉淀和沉淀完全(使其浓度小于1×10^-6 mol/L)的部分数据如下表:

	Mn(OH)2	Fe (OH)3	Al(OH)3
开始沉淀pH	7.1	2.2	4. 1
沉淀完全pH	10.8	3.5	?

Al(OH)₃沉淀完全的pH 为______________{已知Ksp[Al(OH)3]=1×10-33}；“调pH”时，应将溶液pH 调整的范围是______________________。

（4）“除重金属”时，发生反应Hg²⁺+MnSHgS+ M²⁺，其平衡常数K=___________[已知溶度积常数K_sp(HgS)=1.6×10^-52，K_sp(MnS)=2.5×10^-10，答案保留三位有效数学]。

（5）“步骤X”包含的操作有蒸发浓缩、__________ 、洗涤、干燥等。

Answer

使滤液中几乎不含硅的化合物 部分Fe2+ 及Al3+水解形成沉淀 MnO2+ 2Fe2+ +4H+==Mn2++2Fe3++2H2O 5.0 5.0≤pH<7.1 1.56×1042 冷却结晶、过滤

【解析】（1）①75℃时Si的浸取率接近于零，而其它元素的浸取率很高，可以使滤液中几乎不含硅的化合物。②Fe2+ 和Al3+都能水解，且水解是吸热的，温度高于72℃时有利于Fe2+ 和Al3+水解生成沉淀，导致铁和铝的浸出率明显下降。答案为：使滤液中几乎不含硅的化合物 、部分Fe2+ 及Al3+水解形成沉淀

（2）加MnO2的目的是将Fe2+氧化成Fe3+便于除去，发生反应的离子方程式为：MnO2+ 2Fe2+ +4H+==Mn2++2Fe3++2H2O 答案为：MnO2+ 2Fe2+ +4H+==Mn2++2Fe3++2H2O

（3）Ksp[Al(OH)3]=c(Al 3+)×c3(OH-)=1×10-6×c3(OH-)=1×10-33，c (OH-)=1×10-9，所以c (H+)=1×10-5 ，pH=5；“调pH”时，应保证Fe3+ 和Al3+沉淀完全，而Mn2+不产生沉淀，根据表中数据可知应调节pH的范围为5.0≤pH<7.1。答案为：5.0 、 5.0≤pH<7.1

（4）有反应Hg2++MnSHgS+ M2+，可得K====1.56×1042答案为：1.56×1042

（5）从过滤液3中的到MnCl2，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 、洗涤、干燥等操作。答案为：冷却结晶、过滤