9. 软锰矿的主要成分为MnO
2,还含有MgO、CaO、FeO、Fe
2O
3、Al
2O
3等杂质,工业上用软锰矿制取MnSO
4·H
2O的流程如下:
已知:① 几种常见金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH值如下表:
氢氧化物 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 | Mg(OH)2 |
开始沉淀pH | 7.0 | 2.7 | 3.7 | 8.1 | 9.6 |
完全沉淀pH | 9.2 | 3.2 | 5.2 | 10.2 | 11 |
② 温度高于27℃时,MnSO
4的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
(1)已知:25℃、101kp
a时,
Mn(s)+O
2(g)=MnO
2(s) △ H=-520 kJ/mol
S(s)+O
2(g)=SO
2(g) △ H=-297 kJ/mol
Mn(s)+S(s)+2O
2(g)=MnSO
4(aq) △ H=-1065 kJ/mol
“浸出”过程中MnO
2转化为MnSO
4的热化学方程式为
___________________________。
(2)“第1步除杂”是为了除去浸出液中的Fe
3+、Fe
2+、Al
3+,加入H
2O
2溶液的目的是(用离子方程式表示)
____________________________________________,需要调节的pH的范围是
_________________;所加的试剂X是
_________ (填以下物质序号)。
A、MnO
2 B、MnCO
3 C、KMnO
4 D、NaOH。
请用平衡移动原理分析,加入X能使除去浸出液中Fe
3+的原因是:
_______________。
(3)根据下表数据,选择“第2步除杂”所加的物质Y(由一种阳离子和一种阴离子组成),物质Y的化学式
____________。
阴离子 Ksp 阳离子 | CO | F- | OH- |
Ca2+ | 5.0×10-9 | 1.5×10-10 | 4.7×10-6 |
Mg2+ | 3.8×10-6 | 7.4×10-11 | 5.6×10-12 |
Mn2+ | 2.2×10-11 | 5.3×10-3 | 2.1×10-13 |
(4)采用“系列操作”中需要“趁热过滤”,其目的是
_______________________________。
(5)以MnSO
4溶液为原料,采用电解的方法可制备高纯度的MnO
2,则电解池阳极的电极反应方程式为
___________________________________________________________。