减少SO2的排放、回收利用SO2成为世界性的研究课题．我国研究人员研制的，利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO2）吸收废渣高温焙烧产生的SO2，制备硫酸锰的生产流程如下：浸

Question

减少SO ₂ 的排放、回收利用SO ₂ 成为世界性的研究课题．我国研究人员研制的，利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO ₂ ）吸收废渣高温焙烧产生的SO ₂ ，制备硫酸锰的生产流程如下：



浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn ²⁺ ，还含有少量的Fe ²⁺ 、Al ³⁺ 、Ca ²⁺ 、Pb ²⁺ 等其他金属离子．（提示：①在工业上，用沉淀法不能完全除去的离子还可以用　　吸附法除去②有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH见下表③阳离子 吸附剂吸附金属离子的效果见图．④已知PbO ₂ 的氧化性大于MnO ₂ ．）

离子	离子半径（pm）	开始沉淀pH	完全沉淀pH
Fe 2+	74	7.6	9.7
Fe 3+	64	2.7	3.7
Al 3+	50	3.8	4.7
Mn 2+	80	8.3	9.8
Pb 2+	121	8.0	8.8
Ca 2+	99	-	-

请回答下列问题：
（1）写出浸出过程中主要反应的一个化学反应方程式______，氧化过程中主要反应的一个离子反应方程式______．
（2）在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH，pH应调节至______．
（3）决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是______（填写序号）．
a．溶液的pH   b．金属离子的电荷　 c．金属离子的半径　  d．吸附时间
（4）操作a包括______过滤、洗涤等过程．

Answer 1

（1）低品位软锰矿浆的主要成分是MnO ₂ ，通入SO ₂ 浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn ²⁺ ，则MnO ₂ 与SO ₂ 发生氧化还原反应，反应的化学方程式为SO ₂ +MnO ₂ =MnSO ₄ ；
杂质离子中只有Fe ²⁺ 具有还原性，可以被MnO ₂ 在酸性条件下氧化成Fe ³⁺ ，反应的离子方程式为2Fe ²⁺ +MnO ₂ +4H ⁺ =2Fe ³⁺ +Mn ²⁺ +2H ₂ O．
故答案为：SO ₂ +MnO ₂ =MnSO ₄ ；2Fe ²⁺ +MnO ₂ +4H ⁺ =2Fe ³⁺ +Mn ²⁺ +2H ₂ O．
（2）杂质中含有Fe ²⁺ 、Al ³⁺ 、Ca ²⁺ 、Pb ²⁺ 四种阳离子，由沉淀的pH范围知，Fe ²⁺ 的沉淀与Mn ²⁺ 离子的沉淀所需的pH接近，而Fe ³⁺ 则相差很远，故可以将Fe ²⁺ 氧化成Fe ³⁺ 而除杂．从吸附率的图可以看出，Ca ²⁺ 、Pb ²⁺ 的吸附率较高，故只要调节pH值在4.7～8.3间，大于4.7可以将Fe ³⁺ 和Al ³⁺ 除去，小于8.3是防止Mn ²⁺ 也沉淀．
故答案为：4.7～8.3．
（3）图中离子从上至下，半径有减小趋势，对应的吸附率减小．随着时间的递增，所有离子的吸附率均增大；另Fe ³⁺ 和
Al ³⁺ 离子所带电荷数大，其吸附率低．
故答案为：bcd．
（4）从溶液中获得溶质，应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法．
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶．