MnO2是重要的化工原料，山軟錳礦製備MnO2的一種工藝流程如圖：資料：①軟錳礦的主要成分為MnO2，主要雜質...

問題詳情：

MnO2是重要的化工原料，山軟錳礦製備MnO2的一種工藝流程如圖：

資料：①軟錳礦的主要成分為MnO2，主要雜質有Al2O3和SiO2

②全屬離於沉澱的pH

	Fe3+	Al3+	Mn2+	Fe2+
開始沉澱時	1.5	3.4	5.8	6.3
完全沉澱時	2.8	4.7	7.8	8.3

③該工藝條件下，MnO2與H2SO4反應。

(1)溶出

①溶出前，軟錳礦需研磨。目的是____。

②溶出時，Fe的氧化過程及得到Mn2+的主要途徑如圖所示：

i.步驟II是從軟錳礦中溶出Mn2+的主要反應，反應的離子方程式是____。

ii.若Fe2+全部來自於反應Fe+2H+=Fe2++H2↑，完全溶出Mn2+所需Fe與MnO2的物質的量比值為2。而實際比值(0.9)小於2，原因是____。

(2)純化。已知：MnO2的氧化*與溶液pH有關。純化時先加入MnO2，後加入NH3·H2O，調溶液pH≈5，說明試劑加入順序及調節pH的原因：____。

(3)電解。Mn2+純化液經電解得MnO2。生成MnO2的電極反應式是____。

(4)產品純度測定。向a*品中依次加入足量bgNa2C2O4和足量稀H2SO4，加熱至充分反應。再用cmol·L-1KMnO4溶液滴定剩餘Na2C2O4至終點，消耗KMnO4溶液的體積為dL(已知：MnO2及MnO均被還原為Mn2+。相對分子質量：MnO2-86.94；Na2C2O4-134.0)

產品純度為____(用質量分數表示)。

【回答】

增大反應速率，提高浸出率 MnO2+4H++2Fe2+Mn2++2Fe3++2H2O 二氧化錳能夠氧化單質鐵為Fe2+ MnO2的氧化*隨**的減弱逐漸減弱 Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+

【解析】

軟錳礦首先進行研磨，可增大固體與硫*的接觸面積，增大反應速率，提高浸出率；加入濃硫*及過量的鐵屑，鐵屑與硫*反應生成硫*亞鐵，亞鐵離子與二氧化錳反應生成二價錳離子和鐵離子；再電解錳離子的純化液製取二氧化錳。

【詳解】

(1)①研磨軟錳礦可增大固體與濃硫*接觸面積，增大反應速率，提高浸出率；

②i.根據反應途徑可知，二氧化錳與亞鐵離子反應生成二價錳離子和鐵離子，則反應的離子方程式為MnO2+4H++2Fe2+Mn2++2Fe3++2H2O；

ii.根據方程式可知，Fe與MnO2的物質的量比值為2，實際反應時，二氧化錳能夠氧化單質鐵為Fe2+，導致需要的減少Fe2+，故實際比值(0.9)小於2。

(2)MnO2的氧化*與溶液pH有關，且隨**的減弱，氧化*逐漸減弱，溶液顯**時，二氧化錳的氧化*較強，故純化時先加入MnO2，後加入NH3·H2O，調溶液pH≈5，除去溶液中的Al3+、Fe3+；

(3)電解時，溶液呈**，Mn2+失電子，與水反應生成二氧化錳和*離子，則電極反應式為Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；

(4)根據題意可知，部分草**與二氧化錳發生氧化還原發，剩餘部分再與高錳*鉀反應(5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O)，則與二氧化錳反應的草**為-；MnO2+Na2C2O4+2H2SO4=Na2SO4+MnSO4+2CO2↑+2H2O，則n(MnO2)=n(Na2C2O4)=-，產品純度=×100%=。