题目

《中国锰业》一文提出用废铁屑还原软锰矿，制取高纯硫酸锰的工艺流程如下图所示。某公司提供的软锰矿，其主要成分是二氧化锰，其中还含有少量Fe、CaO、MgO、SiO2及重金属等。 （1） I中加铁屑而不加铁块的原因是。 （2） 写出I中铁屑与软锰矿发生的主要反应的离子方程式。 （3） 加CaCO3之前需要加双氧水的作用，结合下表说明，加CaCO3控制溶液pH的范围是。 可能用到的数据如下：不同金属离子沉淀的pH 氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 开始沉淀pH 1.5 6.5 7.7 沉淀完全pH 3.7 9.7 9.8 （4） 深度除杂中加入MnF2的作用。 （5） 从滤液中获取MnSO4晶体的方法是、趁热过滤。 硫酸锰在不同温度下的溶解度表 温度/℃ 50 80 90 100 溶解度1(g/100g水) 58 48 42 34 （6） 为探究稀硫酸介质中湿法还原软锰矿制备硫酸锰的最佳工艺条件，研究了n(Fe)/n(MnO2)对锰浸出率η的影响。如图实验条件为n(H2SO4)：n(MnO2)=2.1：1，反应温度为50℃，反应时间为80min。请结合图像分析n(Fe)/n(MnO2)约为最合适，并说出理由。 答案： 【1】增大接触面积，充分反应 【1】3MnO2+2Fe+12H+ =3Mn2+ +2Fe3+ +6H2O或MnO2 +Fe+4H+ =Mn2+ +Fe2+ +2H2O 【1】充分氧化Fe2+【2】大于等于3.7小于7.7 【1】去除Ca2+、Mg2+ 【1】蒸发浓缩或者浓缩结晶 【1】0.76-0.78均可【2】锰浸出率达95%以后增大铁的比例，锰的浸出率基本保持不变或变化不大，增加铁粉会增加成本，并为后续净化增加负担

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