（2013•常德模拟）I．锰的主要矿石有软锰矿（主要成分MnO2）和菱锰矿（主要成分MnCO3），金属锰的提炼方式主要有火法和湿法两种．（1）铝热反应是火法炼锰方法之一，该反应的化学方程

Question

（2013•常德模拟）I．锰的主要矿石有软锰矿（主要成分MnO₂）和菱锰矿（主要成分MnCO₃），金属锰的提炼方式主要有火法和湿法两种．
（1）铝热反应是火法炼锰方法之一，该反应的化学方程式是

3MnO₂+4Al(高温.)/()2Al₂O₃+3Mn

3MnO₂+4Al(高温.)/()2Al₂O₃+3Mn

；
（2）软锰矿可用于实验室制氯气，其化学方程式是

MnO₂+4HCl（浓）(△.)/()MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

MnO₂+4HCl（浓）(△.)/()MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

；
II．湿法炼锰即电解硫酸锰溶液法．电解锰的生产过程分为化合浸取、氧化净化及沉淀除杂、产品回收．其生产工艺流程如下：

已知：①菱锰矿中主要杂质是Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺
②生成氢氧化物的pH如下表：

物质	Fe（OH）2	Ni（OH）2	Co（OH）2	Mn（OH）2
开始沉淀pH	7.5	7.7	7.6	8.3
完全沉淀pH	9.7	8.4	8.2	9.8

③有关难溶氢氧化物和硫化物pKsp数据（pKsp=-lgKsp）

难溶物质	Fe（OH）3	Ni（OH）2	Co（OH）2	NiS	CoS
pKsp	38.55	15.26	14.7	18.49	20.40

（3）MnO₂的作用是除去菱锰矿的硫酸浸取液中的Fe²⁺．该除杂过程的离子方程式是______；
（4）使用氨水的目的是调整pH值到______ （填pH范围，精确到小数点后1位数字）．在“浸出液”中加入硫化铵的目的是______；
 （5）电解槽中使用的是惰性电极板，电解反应方程式为

MnSO₄+2H₂O(通电.)/()MnO₂+H₂↑+H₂SO₄

MnSO₄+2H₂O(通电.)/()MnO₂+H₂↑+H₂SO₄

．

Answer 1

Ⅰ、（1）金属铝可以和金属氧化物二氧化锰之间发生置换反应可以据此来冶炼金属锰，3MnO₂+4Al(高温.)/()2Al₂O₃+3Mn，故答案为：3MnO₂+4Al(高温.)/()2Al₂O₃+3Mn；
（2）二氧化锰和浓盐酸之间加热时会反应生成氯气，即MnO₂+4HCl（浓）(△.)/()MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，故答案为：MnO₂+4HCl（浓）(△.)/()MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
Ⅱ、（3）二氧化锰具有氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁离子，MnO₂能除去菱锰矿的硫酸浸取液中的Fe²⁺，该除杂过程的离子方程式是：4H⁺+2Fe²⁺+MnO₂=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：4H⁺+2Fe²⁺+MnO₂=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O；
（4）氨水可以将铁离子沉淀，氢氧化铁的Ksp=c³（OH^-）•c（Fe³⁺），铁离子完全沉淀时，铁离子的浓度是1×10^-5mol/L，此时c（OH^-）=

3	(10−38.55)/(10−5)

≈10^-11.2mol/L，所以c（H⁺）=10^-3.8mol/L，所以pH=3.8，所以将铁离子沉淀完全，但是锰离子未沉淀的范围是3.8～8.3，此范围内Co²⁺已经沉淀完全，所以再加入硫化铵将Ni²⁺
沉淀，故答案为：3.8～8.3；将Ni²⁺沉淀；
（5）根据电解池的工作原理，电解硫酸锰酸性溶液生成二氧化锰、硫酸和氢气，电解反应方程式为：MnSO₄+2H₂O(通电.)/()MnO₂+H₂↑+H₂SO₄，故答案为：MnSO₄+2H₂O(通电.)/()MnO₂+H₂↑+H₂SO₄．