工業(yè)上可用軟錳礦制備硫酸錳。某生產(chǎn)硫酸錳的工藝流程如圖：
已知：①軟錳礦的主要成分是MnO2，還含有SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等。
②MnO2在酸性條件下氧化性較強。
③不同金屬離子沉淀的pH
| 物質(zhì) | Fe（OH）3 | Fe（OH）2 | Al（OH）3 | Mn（OH）2 |
| 開始沉淀 | 1.9 | 6.5 | 3.3 | 7.7 |
| 沉淀完全 | 3.7 | 9.7 | 5.2 | 9.8 |
| 溫度/℃ | 50 | 80 | 90 | 100 |
| 溶解度/（g/100g水） | 58 | 48 | 42 | 34 |
（1）軟錳礦與鐵、稀硫酸可能發(fā)生的氧化還原反應(yīng)有：Fe+2H+→Fe2++H2、
Fe+2Fe3+=3Fe2+
Fe+2Fe3+=3Fe2+
、3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O
3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O
。（再寫兩個離子反應(yīng)方程式）（2）浸出液中含F(xiàn)e2+和Fe3+。寫出檢驗浸出液中含F(xiàn)e2+的方法。
取樣，加入CaCO3（NaOH溶液等）使溶液pH升至3.7 （大于3.7小于6.5都可），再加入KSCN溶液，振蕩，再加入少量H2O2（氯水等），溶液變?yōu)榧t色
取樣，加入CaCO3（NaOH溶液等）使溶液pH升至3.7 （大于3.7小于6.5都可），再加入KSCN溶液，振蕩，再加入少量H2O2（氯水等），溶液變?yōu)榧t色
。（3）加入CaCO3之前需加入H2O2，選H2O2的理由是：
氧化Fe2+為Fe3+且不引入新雜質(zhì)
氧化Fe2+為Fe3+且不引入新雜質(zhì)
。（4）加入MnF2的目的可能是：
除去溶液中的Ca2+
除去溶液中的Ca2+
。（5）從濾液中獲得MnSO4晶體的方法是：
將濾液加熱濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾
將濾液加熱濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾
。（6）在m（H2SO4）：n（MnO2）=2.1：1、反應(yīng)溫度為50℃條件下，探究n（Fe）：n（MnO2）對錳浸出率的影響，實驗數(shù)據(jù)如圖所示。工業(yè)上宜選擇n（Fe）：n（MnO2）=0.78：1，請結(jié)合圖象說明原因。
n（Fe）：n（MnO2）=0.78時，錳浸出率已達96%，再增加Fe的比例，錳浸出率改變不多，而后續(xù)除去Fe又會增加成本
n（Fe）：n（MnO2）=0.78時，錳浸出率已達96%，再增加Fe的比例，錳浸出率改變不多，而后續(xù)除去Fe又會增加成本
。
【考點】制備實驗方案的設(shè)計．
【答案】Fe+2Fe3+=3Fe2+；3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O；取樣，加入CaCO3（NaOH溶液等）使溶液pH升至3.7 （大于3.7小于6.5都可），再加入KSCN溶液，振蕩，再加入少量H2O2（氯水等），溶液變?yōu)榧t色；氧化Fe2+為Fe3+且不引入新雜質(zhì)；除去溶液中的Ca2+；將濾液加熱濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾；n（Fe）：n（MnO2）=0.78時，錳浸出率已達96%，再增加Fe的比例，錳浸出率改變不多，而后續(xù)除去Fe又會增加成本
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：54引用：2難度：0.5
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
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