为了回收利用钢铁生产过程中产生的SO 2 ,工业上采用软锰矿(主要成分MnO 2 )脱硫同时制取硫酸锰技术,

为了回收利用钢铁生产过程中产生的SO 2 ,工业上采用软锰矿(主要成分MnO 2 )脱硫同时制取硫酸锰技术,其流程示意图如下: 已知:浸出液的pH接近4,其中的金属离子主要是Mn 2 + ,还含有少量的Fe 2 + 。完成下列填空。(1)写出浸出过程中主要反应的化学方程式: 。(2)浸出过程的副反应之一是部分SO 2 被氧化为硫酸,致使浸出液的pH下降,这将 (“有利”、“不利”)于软锰矿浆继续吸收SO 2 。欲消除生成的硫酸,试剂A最好是 。a.MnCO 3 b.MnO 2 c.CaO d.CaCO 3 (3)操作I的目的是除去浸出液中的Fe 2 + ,MnO 2 在氧化Fe 2 + 的同时还 ,使Fe 3 + 沉淀。检验过滤后溶液中是否含有Fe 3+ 的操作是 。(4)已知大于27℃时,MnSO 4 ·H 2 O溶解度随温度上升而明显下降,则操作II的过程为: 、 、洗涤、干燥。工业上为了充分利用锰元素,在流程中 可循环使用。(5)通过煅烧MnSO 4 ·H 2 O 可制得生产软磁铁氧体材料的Mn x O 4 ,如图是煅烧MnSO 4 ·H 2 O时温度与剩余固体质量变化曲线。该曲线中A段所表示物质的化学式为 ;Mn x O 4 中x= 。
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(1)MnO 2 + SO 2 → MnSO 4 (或SO 2 + H 2 O → H 2 SO 3   MnO 2 + H 2 SO 3 → MnSO 4 + H 2 O)(2分)
(2)不利(1分);  a(1分)
(3)调节溶液pH,促进Fe 3+ 水解生成Fe(OH) 3 (1分)
取上层清液,滴加KSCN,若溶液不显血红色,则说明Fe 3+ 已沉淀完全(1分)
(4)蒸发浓缩、趁热过滤(2分)    操作II后剩余的母液(1分)
(5)MnSO 4 (1分)   3(2分)

试题分析:(1)低品位软锰矿浆的主要成分是MnO 2 ,通入SO 2 浸出液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MnO 2 + SO 2 → MnSO 4 。
(2)溶液的pH下降,溶液的酸性增强,则不利于吸收SO 2 。欲消除生成的硫酸,同时还不能引入新的杂质,则试剂A最好是碳酸锰,二氧化锰与硫酸不反应,cd会引入钙离子,答案选a。
(3)由于在沉淀铁离子的同时而不能减少锰离子,所以根据沉淀时的pH值可知,MnO 2 在氧化Fe 2 + 的  同时还调节溶液pH,促进Fe 3+ 水解生成Fe(OH) 3 。铁离子能与KSCN溶液发生显色反应,所以检验过滤后溶液中是否含有Fe 3+ 的操作是取上层清液,滴加KSCN,若溶液不显血红色,则说明Fe 3+ 已沉淀完全。
(4)由于大于27℃时,MnSO 4 ·H 2 O溶解度随温度上升而明显下降,因此操作II的过程为蒸发浓缩、趁热过滤;由于操作II后剩余的母液中还含有锰离子,所以工业上为了充分利用锰元素,在流程中操作II后剩余的母液可循环使用。
(5)A曲线时固体减少的质量为101.4mg-90.60mg=10.8mg,为原固体中结晶水的质量为 ×18=10.8mg,所以A曲线对应的物质化学式为MnSO 4 。Mn x O 4 的质量是45.80mg,则根据锰元素守恒可知 ×x,解得x=3。

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