以菱錳礦（主要成分為MnCO3，還含有Fe3O4、FeO、MgCO3等雜質）為原料制備MnSO4的工藝流程如圖：
已知：常溫下，Ksp（MnS）=1×10-11。金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如表：
| 金屬離子 | Fe3+ | Fe2+ | Mn2+ | Mg2+ |
| 開始沉淀 | 1.5 | 6.3 | 7.6 | 9.6 |
| 完全沉淀 | 2.8 | 8.3 | 10.2 | 11.6 |
不引入雜質
不引入雜質
和鹽酸在后續在沉淀池1中被二氧化錳氧化產生有毒氣體Cl2
鹽酸在后續在沉淀池1中被二氧化錳氧化產生有毒氣體Cl2
，沉淀池1中，加入MnO2時發生反應的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
。（2）該工藝流程中廢渣和沉淀1、2均需用水洗滌，并將洗滌液返回酸浸工序，目的是
提高錳的回收率
提高錳的回收率
。（3）沉淀2的化學式是
MgF2
MgF2
，不能用NaOH代替NaF，其原因是若用NaOH為沉淀劑，Mg2+沉淀完全時的pH=11.6，此時Mn2+也會沉淀，導致MnSO4產率降低
若用NaOH為沉淀劑，Mg2+沉淀完全時的pH=11.6，此時Mn2+也會沉淀，導致MnSO4產率降低
。（4）含MnSO4溶液中還含有
NH4+、Na+
NH4+、Na+
雜質（填離子符號），利用KMnO4溶液與Mn2+反應生成黑色沉淀的現象可以檢驗Mn2+，發生反應的離子方程式為2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+
2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+
。（5）電解MnSO4溶液可進一步獲得二氧化錳，電解后的廢水中還含有Mn2+，常用石灰乳進行一級沉降得到Mn（OH）2沉淀，過濾后再向濾液中加入適量Na2S，進行二級沉降。欲使溶液中c（Mn2+）≤1.0×10-5 mol?L-1，則應保持溶液中c（S2-）≥
1×10-6
1×10-6
mol?L-1。【考點】制備實驗方案的設計．
【答案】不引入雜質；鹽酸在后續在沉淀池1中被二氧化錳氧化產生有毒氣體Cl2；MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；提高錳的回收率；MgF2；若用NaOH為沉淀劑，Mg2+沉淀完全時的pH=11.6，此時Mn2+也會沉淀，導致MnSO4產率降低；NH4+、Na+；2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+；1×10-6
【解答】
【點評】
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發布：2024/6/27 10:35:59組卷：54引用：2難度：0.4
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質）．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）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 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+已經除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應方程式是．
（6）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定，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量分數應不低于（用含a、b的表達式表示）．發布：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硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．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）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 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+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定，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量分數應不低于（用含a、b的表達式表示）．發布：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硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．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）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 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+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則A的操作是．發布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5