碳酸锰（MnCO3）是理想的高性能强磁性材料，也是制备Mn2O3、MnO2等锰的氧化物的重要原料，广泛用于电子、

Question

碳酸锰（MnCO3）是理想的高性能强磁性材料，也是制备Mn2O3、MnO2等锰的氧化物的重要原料，广泛用于电子、化工、医药等行业．一种制备MnCO3的生产流程如图所示．已知生成氢氧化物的pH和有关硫化物的Ksp如下表： 物质 Fe（OH）3 Fe（OH）2 Mn（OH）2 开始沉淀pH 2.7 7.6 8.3 完全沉淀pH 3.7 9.6 9.8 物质 MnS CuS PbS Ksp 2.5×10-13 6.3×10-36 8.0×10-28软锰矿主要成分为MnO2，其中含有铁、铝、硅的氧化物和少量重金属化合物杂质，SO2来自工业废气．流程①中主要发生的反应有：MnO2+SO2=MnSO4 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+．（1）流程①中所得MnSO4溶液的pH比软锰矿浆的pH______（填“大”或“小”），该流程可与______（填工业生产名称）联合，生产效益更高．（2）反应②的目的是将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，其离子反应方程式为______，这样设计的目的和原理是______（3）反应③中硫化钠的作用是使重金属离子转化为硫化物沉淀，碳酸钙的作用是______．（4）反应④发生的化学反应为：MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O．反应中通常需加入稍过量的NH4HCO3，且控制溶液的pH为6.8～7.4．加入稍过量的NH4HCO3的目的是______，溶液的pH不能过低的原因是______．（5）软锰矿中锰的浸出有两种工艺：工艺A：软锰矿浆与含SO2的工业废气反应 工艺B：软锰矿与煤炭粉混合，焙烧后加稀硫酸溶解．其中工艺A的优点是______．（答对1个即可）

Answer 1

（1）软锰矿浆是二氧化锰，MnSO₄溶液水解先酸性，根据2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．Fe³⁺可将SO₂氧化为硫酸，故答案为：小；工业制备硫酸； 
（2）MnO₂可将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，Fe³⁺完全沉淀的pH较Fe²⁺低；故答案为：MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O；使Fe²⁺ 转变为Fe³⁺，Fe³⁺完全沉淀的pH较低（或Fe³⁺更易沉淀）；
（3）碳酸钙与溶液中的H⁺反应，使溶液中的PH升高，使溶液中的Fe³⁺、Al³⁺转化为氢氧化物沉淀，故答案为：与溶液中的酸反应，使溶液中的Fe³⁺、Al³⁺转化为氢氧化物沉淀；
（4）加入稍过量的NH₄HCO₃能提高MnSO₄的装化率，使MnCO₃沉淀完全，溶液的pH不过低，H⁺可与MnCO₃，NH₄HCO₃反应，故答案为：使MnCO₃沉淀完全；MnCO₃沉淀量少，NH₄HCO₃与酸反应．（或MnCO₃、NH₄HCO₃与酸反应溶解）；
（5）锰矿与煤炭粉混合，焙烧生成二氧化硫，污染空气，而工艺A不仅不产生二氧化硫，且能生产硫酸，故答案为：节约能源、治理含SO₂的工业废气等．