Question

【題目】紅簾石礦的主要成分為Fe3O4、Al2O3、MnCO3、MgO少量MnO2等。工業(yè)上將紅簾石處理后運用陰離子膜電解法的新技術提取金屬錳并制得綠色高效的水處理劑(K2FeO4)。工業(yè)流程如下：

（1）在稀硫酸浸取礦石的過程中，MnO2可將Fe2+氧化為Fe3+，寫出該反應的離子方程式：___________________。

（2）浸出液中的陽離子除H+、Fe2+、Fe3+外還有_____________(填離子符號)。

（3）已知不同金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如下表：

步驟②中調節(jié)溶液的pH等于6，調節(jié)pH的試劑最好選用下列哪種試劑__________(填選項字母，下同)濾渣B除掉雜質后可進一步制取K2FeO4，除掉濾渣B中雜質最好選用下列哪種試劑：________。

a. 稀鹽酸 b. KOH c. 氨水 d. MnCO3 e. CaCO3

（4）濾渣B經反應④生成高效水處理劑的離子方程式_______________。

Answer 1

【答案】MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O Mn2+、Mg2+、Al3+ d b 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O

【解析】

紅簾石主要成分有Fe3O4、Al2O3、MnCO3、MgO少量MnO2等，Fe3O4、Al2O3、MnCO3、MgO都能和稀硫酸反應，并且MnO2在酸性條件下被二價鐵還原為Mn2+，浸出液中的離子有Fe2+、Fe3+、Mg2+、Mn2+、Al3+、SO42-，濾渣A為SiO2；濾液中加入雙氧水，雙氧水氧化亞鐵離子生成鐵離子，調節(jié)pH生成氫氧化鐵沉淀，濾渣B為氫氧化鐵，濾液為Mg2+、Mn2+、SO42-；氫氧化鐵中加入氫氧化鉀、次氯酸鉀反應2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O生成K2FeO4；濾液為Mg2+、Mn2+、SO42-，經過精制后電解生成金屬錳，據(jù)此分析解答。

(1)在稀硫酸浸取礦石的過程中，MnO2可將Fe2+氧化為Fe3+，反應的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O，故答案為：MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；

(2)紅簾石主要成分有Fe3O4、Al2O3、MnCO3、MgO少量MnO2等，加入硫酸：Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O、MnCO3+H2SO4=MnSO4+CO2↑+H2O，2Fe2++MnO2+4H+═2Fe3++Mn2++2H2O、Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，浸出液中的陽離子有H+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Mn2+、Al3+，故答案為：Mn2+、Mg2+、Al3+；

(3)步驟②中調節(jié)溶液的pH 等于6，為不引入新雜質，調節(jié)pH的試劑最好選用MnCO3，濾渣B為氫氧化鐵，可能含有氫氧化鋁等雜質，可加入KOH除雜，故答案為：d；b；

(4)次氯酸根離子具有氧化性，在堿性條件下氧化+3價鐵生成K2FeO4，反應的離子方程式為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案為：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。