錳是一種非常重要的金屬元素，在很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。利用廢鐵屑還原浸出低品位軟錳礦制備硫酸錳，然后進(jìn)行電解，是制備金屬錳的新工藝，其流程簡(jiǎn)圖如圖：
已知：
i.低品位軟錳礦主要成分有MnO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Cu₂（OH）₂CO₃、CaCO₃、SiO₂等。
ii.部分金屬離子以氫氧化物沉淀時(shí)的pH：

	Fe2+	Fe3+	Al3+	Mn2+	Cu2+
開始沉淀的pH	6.8	1.8	3.7	8.6	5.2
沉淀完全的pH	8.3	2.8	4.7	10.1	6.7

（1）研究表明，單質(zhì)Fe和Fe²⁺都可以還原MnO₂。在硫酸存在的條件下，MnO₂將Fe氧化為Fe³⁺的離子方程式是

3MnO₂+2Fe+12H⁺=3Mn²⁺+2Fe³⁺+6H₂O

3MnO₂+2Fe+12H⁺=3Mn²⁺+2Fe³⁺+6H₂O

。
（2）清液A先用H₂O₂處理，然后加入CaCO₃，反應(yīng)后溶液的pH≈5。濾渣a的主要成分中有黃銨鐵礬NH₄Fe₃（SO₄）₂（OH）₆。
①H₂O₂的作用是

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O

（用離子方程式表示）。
②濾渣a中除了黃銨鐵礬，主要成分還有

Al（OH）₃

Al（OH）₃

。
（3）用平衡移動(dòng)原理解釋MnS固體的作用：

MnS（s）+Cu²⁺=Mn²⁺+CuS（s）

MnS（s）+Cu²⁺=Mn²⁺+CuS（s）

。
（4）濾渣c(diǎn)的成分是

CaF₂

CaF₂

。
（5）如圖所示裝置，用惰性電極電解中性MnSO₄溶液可以制得金屬M(fèi)n。陰極反應(yīng)有：
i.Mn²⁺+2e^-═Mn
ii.2H⁺+2e^-═H₂↑
電極上H₂的產(chǎn)生會(huì)引起錳起殼開裂，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
①電解池陽(yáng)極的電極方程式是

2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺（或4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O）

2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺（或4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O）

。
②清液C需要用氨水調(diào)節(jié)pH=7的原因是

降低c（H⁺），減弱H⁺的放電趨勢(shì)（放電能力），使陰極上產(chǎn)生的H₂減少

降低c（H⁺），減弱H⁺的放電趨勢(shì)（放電能力），使陰極上產(chǎn)生的H₂減少

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③電解時(shí)，中性MnSO₄溶液中加入（NH₄）₂SO₄的作用除了陰離子交換膜增大溶液導(dǎo)電性之外，還有

陰極2H₂O+2e^-=H₂+2OH^-，

NH

+

4

+OH^-=NH₃?H₂O，防止溶液中因?yàn)閜H過大而產(chǎn)生Mn（OH）₂

陰極2H₂O+2e^-=H₂+2OH^-，

NH

+

4

+OH^-=NH₃?H₂O，防止溶液中因?yàn)閜H過大而產(chǎn)生Mn（OH）₂

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