某研究小组利用软锰矿（主要成分MnO2）制备 MnSO4·H2O的流程如下：已知：①“酸浸...

以软锰矿粉末（主要成分MnO2，还含有Al2O3、Fe2O3等杂质）为原料制MnSO4·H2O的工艺流程如下：

已知：pH＞3.3后溶液不存在Fe3+，pH＞5.0后溶液不存在Al3+，pH＞8后Mn2+开始沉淀。

（1）保持其他条件不变，在不同温度下对含软锰矿粉进行酸浸，锰浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度与时间分别为________℃、______min。

（2）“酸浸”时，会将Fe2+氧化至Fe3+，所发生的反应离子方程式为__________。

（3）酸浸时要加入硫酸，硫酸浓度不能过大或者过小。当硫酸浓度过小时，酸浸会有红褐色残渣出现，原因是_____________________________。

（4）MnSO4在水中的溶解度与温度关系如图。由MnCO3获得较纯净的MnSO4•H2O晶体的方法是：将MnCO3溶于_________，控制温度为_________以上结晶，得到MnSO4•H2O晶体，洗涤、烘干。

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工业上以某软锰矿（主要成分为MnO2，还含有SiO2、Al2O3等杂质）为原料，利用烟道气中的SO2制备MnSO4·H2O的流程如下：

(1)滤渣A的主要成分是_________（填化学式）。

(2)操作Ⅰ为加热（煮沸）结晶、趁热过滤、洗涤、干燥。根据下图溶解度曲线分析，趁热过滤的目的除了防止MnSO4·H2O中含有(NH4)2SO4外，还有____________________。

（3）MnSO4常用于测量地表水的DO值(每升水中溶解氧气的质量，即溶氧量)。我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源的DO值不得低于5 mg·L－1。李明同学设计了如下实验步骤测定某河水的DO值：

第一步：使如图所示装置中充满N2后，用注射器向三颈烧瓶中加入200 mL水样。

第二步：用注射器向三颈烧瓶中依次加入一定量MnSO4溶液（过量）、碱性KI溶液（过量），开启搅拌器，发生下列反应：Mn2＋＋O2＋OH－→MnO(OH)2↓（未配平）

第三步：搅拌并向烧瓶中加入一定量H2SO4溶液，在酸性条件下，上述MnO(OH)2将I－氧化为I2，其反应如下： MnO(OH)2＋I－＋H＋→Mn2+＋I2＋H2O（未配平）

第四步：从烧瓶中取出40.00 mL溶液，与0.010 mol·L－1Na2S2O3溶液发生反应：2S2O32—＋I2=S4O62—＋2I－，恰好完全进行时，消耗Na2S2O3溶液4.40 mL。

①在配制第二、三步所加试剂时，所有溶剂水须先煮沸后再冷却才能使用，将溶剂水煮沸的作用是_____。

②通过计算判断作为饮用水源，此河水的DO值是否达标______ (写出计算过程，不考虑第二、三步加入试剂后水样体积的变化)。

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工业上用软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al等) 制备MnSO4·H2O 的一种工艺流程如下：

已知：

1．浸出过程中发生的主要反应化学方程式为：MnO2＋SO2 =MnSO4

2．浸出液中阳离子主要有Mn2+、Fe2+、Al3+等

回答下列问题：

（1）物质X最好选用　　 　　　　　　 　

a．盐酸　　　 b．硫酸　　　 c．硝酸

（2）酸浸时SO2的吸收效率与pH、温度的关系如下图所示，为提高SO2的吸收效率，酸浸适宜的条件是　 　　　　　　　　　 　　 。

（3） 流程中“氧化”步骤主要反应的离子方程式是　　 　　　　　　　　 　 。

（4） 加入石灰浆调节pH，可将氧化后的浸出液中Fe3+、Al3+形成氢氧化物除去。检验Fe3+是否除尽的最佳方法是　 　　　　　　　　 　　 。

（5） 用MnSO4可测定水中溶解氧，方法是：取100 mL 水样，迅速加入足量MnSO4溶液及含有NaOH的KI溶液，立即塞上塞子、振荡，使之充分反应；打开塞子，迅速加入适量的稀硫酸，此时有I2生成；再用5.00×10-3 mol·L－1 Na2S2O3溶液和I2反应，当消耗Na2S2O3溶液 12.0 mL时反应完全。有关化学反应方程式如下：

① 2Mn2＋＋O2＋4OH－＝2MnO(OH)2（反应很快）；

② MnO(OH)2＋2I－＋4H＋＝Mn2＋＋I2＋3H2O；

③ I2＋2S2O32－＝S4O62－＋2I－。

计算水样中溶解氧的浓度（以mg·L－1为单位），写出计算过程。　　 　　　　　　 　

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用菱锰矿（主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2）制备MnSO4·H2O的工艺流程如下：

Ⅰ．向菱锰矿中加入过量稀H2SO4，过滤；

Ⅱ．向滤液中加入过量MnO2，过滤；

Ⅲ．调节滤液pH=a，过滤；

Ⅳ．浓缩、结晶、分离、干燥得到产品；

Ⅴ．检验产品纯度。

（1）步骤Ⅰ中，滤渣的主要成分是　　　　　　 。

（2）将MnO2氧化Fe2+的离子方程式补充完整：

MnO2 +Fe2++　　　　 ＝Mn2+ +　 Fe3+ + 　　　　

（3）与选用Cl2作为氧化剂相比，MnO2的优势主要在于：原料来源广、成本低、可避免环境污染、　　　　　　　 。

（4）已知：生成氢氧化物沉淀的pH

注：金属离子的起始浓度为0.1mol/L

步骤Ⅲ中a的取值范围是　　　　　　 。

（5）步骤Ⅴ，通过测定产品中锰元素的质量分数来判断产品纯度。

已知一定条件下，MnO4－与Mn2+反应生成MnO2 。取x g产品配成溶液，用0.1mol/L KMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液y mL，产品中锰元素的质量分数为　　　　　 。

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以菱锰矿主要成分,还含有、等杂质为原料制备二氧化锰的工艺流程如下：

已知部分金属离子开始沉淀及沉淀完全时的pH如下表所示：

(1)①“酸浸”时发生反应的离子方程式为________________________________________。

②“酸浸”过程中加入过量硫酸的目的除了加快酸浸的速率、_____________、___________。

③要提高“酸浸”的速率,还可以采取的方法是________________________________________。

(2)“氧化”时发生反应的离子方程式为________________________________________。

(3)“调pH”的目的是除去溶液中的杂质金属离子,“调pH”的范围应为_______________。

(4)当溶液中c(Al3+)≤10-5mol/L时,则认为沉淀完全,则 ______________。

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以菱锰矿主要成分,还含有、等杂质为原料制备二氧化锰的工艺流程如下：

已知部分金属离子开始沉淀及沉淀完全时的pH如下表所示：

(1)①“酸浸”时发生反应的离子方程式为________________________________________。

②“酸浸”过程中加入过量硫酸的目的除了加快酸浸的速率、_____________、___________。

③要提高“酸浸”的速率,还可以采取的方法是________________________________________。

(2)“氧化”时发生反应的离子方程式为________________________________________。

(3)“调pH”的目的是除去溶液中的杂质金属离子,“调pH”的范围应为_______________。

(4)当溶液中c(Al3+)≤10-5mol/L时,则认为沉淀完全,则 ______________。

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软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O，反应的化学方程式为MnO2＋SO2＝MnSO4。已知：Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33，Ksp[Fe(OH)3]＝3×10－39，pH＝7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3＋、A13＋(使其浓度均小于1×10－6 mol·L－1)，需调节溶液pH范围为__________。

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以SO2、软锰矿(主要成分MnO2，少量Fe、Al、Ca及Pb的化合物等)、氨水及净化剂等为原料可制备MnSO4溶液和Mn3O4，主要实验步骤如下：

步骤Ⅰ：如图所示装置，将SO2通入B中的软锰矿浆液中(MnO2+SO2 = MnSO4)。

步骤Ⅱ：充分反应后，在不断搅拌下依次向三口烧瓶中加入适量纯净的MnO2、MnCO3，最后加入适量Na2S沉铅等重金属。

步骤Ⅲ：过滤得MnSO4溶液。

(1)装置A用于制取SO2，反应的化学方程式为_____。

(2)装置B中反应应控制在90～100℃，适宜的加热方式是_____。

(3)装置C的作用是_____。

(4)“步骤Ⅱ”中加入纯净MnO2的目的是_____，用MnCO3调节溶液pH时，需调节溶液pH范围为_____(该实验条件下，部分金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下)。　　

(5)已知：①用空气氧化Mn(OH)2浊液可制备Mn3O4[6Mn(OH)2+O22Mn3O4+6H2O]，主要副产物为MnOOH；反应温度和溶液pH对产品中Mn的质量分数的影响如下图所示：　　

②反应温度超过80℃时，Mn3O4产率开始降低。

③Mn(OH)2是白色沉淀，Mn3O4呈黑色；Mn3O4、MnOOH中锰的质量分数理论值依次为72.03%、62.5%。

请补充完整由步骤Ⅲ得到的MnSO4溶液，并用氨水等制备较纯净的Mn3O4的实验方案：_____，真空干燥6小时得产品Mn3O4。

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辉铜矿主要成分为Cu2S，软锰矿主要成分为MnO2，它们都含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如下：

已知：①MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫；

②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定，在热水中会分解生成NH3；

③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算)：

（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有____________________(任写一点)；

（2）调节浸出液pH的范围为____________，其目的是_______________________；

（3）本工艺中可循环使用的物质是____________________(写化学式)．

（4）在该工艺的“加热驱氨”环节，若加热的温度较低或过高，都将造成_________________的结果；

（5）碳酸锰在一定条件下可得硫酸锰溶液，试根据如下曲线图示，现由硫酸锰溶液制备MnSO4·H2O的实验方案为____________________。

（6）用标准BaCl2溶液测定样品中MnSO4•H2O质量分数时，发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能原因有_________________(任写一种)。

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硫酸锰是一种重要的化工中间体，是锰行业研究的热点。一种以高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下：

已知：

①“混合焙烧”后烧渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO。

②金属离子在水溶液中的平衡浓度与pH的关系如图所示(25℃)：

③此实验条件下Mn2+开始沉淀的pH为7.54；离子浓度≤10－5mol·L－1时，离子沉淀完全。

请回答：

（1）传统工艺处理高硫锰矿时，不经“混合焙烧”，而是直接用H2SO4浸出，其缺点为________。

（2）“氧化”时，发生反应的离子方程式为_________________________。若省略“氧化”步骤，造成的后果是_________________________。

（3）“中和除杂”时，生成沉淀的主要成分为______________________(填化学式)。

（4）“氟化除杂”时，若使溶液中的Mg2+和Ca2+沉淀完全，需维持c(F－)不低于___________。(已知：Ksp(MgF2)=6.4×10－10；Ksp(CaF2)=3.6×10－12)

（5）“系列操作”指___________、过滤、洗涤、干燥。

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