（16分）锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿（主要成分为MnCO3

问题详情及答案分析

(16分) 锰是冶炼工业常用的添加剂。用碳酸锰矿石（主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）生产金属锰的工艺流程如下：

已知在25℃时，某些物质的溶度积常数如下：

物质

锰(OH)2

钴(OH)2

镍(OH)2

纳米

CoS

你

钾盐

2.1×10-13

3.0×10-16

5.0×10-16

1.0×10-11

5.0×10-22

1.0×10-22

(1)步骤Ⅰ中，MnCO3与硫酸反应的化学方程式为。

(2)在步骤II中，MnO2在酸性条件下可以将Fe2+离子氧化为Fe3+。反应的离子方程式为加入氨水调节溶液的pH至5.0-6.0以除去Fe3+。

(3)步骤III中，滤渣2的主要成分为。

(4) 步骤IV中，Mn在(填“阴”或“阳”)电极处析出，电极反应方程式为：

(5)电解废水中还含有Mn2+。石灰乳常用于初级沉淀以获得Mn(OH)2沉淀。过滤后，滤液中加入适量Na2S进行二次沉淀。二次沉淀的目的是。答案：（1）MnCO3+H2SO4=MnSO4+CO2↑+H2O（3分）

（2）MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O（3分）

（3）CoS和NiS（3分，错误或遗漏扣1分）

(4)殷(1分)、Mn2++2e-=Mn(3分)

(5)沉淀得到MnS，进一步去除废水中的Mn2+。（3分）

试题分析：（1）加入稀硫酸时，样品中的MnCO3与硫酸反应生成可溶性MnSO4，并生成二氧化碳和水；

⑵ 根据电子守恒，MnO2+2Fe2+--Mn2++2Fe3+，再根据电荷守恒定律，MnO2+2Fe2++4H+--Mn2++2Fe3+，最后根据原子守恒定律，MnO2 +2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；

⑶ 由于第一次过滤后的滤液中含有Mn2+、Ni2+、Co2+，故添加(NH4)2S。根据各物质的溶度积常数，可以确定生成了CoS和NiS沉淀物（滤渣2）；

⑷由于第二次过滤后的滤液主要含有NiSO4，溶液电解时Ni2+在阴极被还原：Mn2++2e-=Mn；

⑸ 由于初沉过滤得到Mn(OH)2沉淀后的滤液中也含有Mn2+，为了进一步去除废水中的Mn2+，在滤液中加入适量的Na2S，进行二沉得到MnS 【根据溶解积常数测定其溶解度小于Mn(OH)2】。

测试点：检查化学流程图。