碳酸锰（MnCO3）是理想的高性...

碳酸锰(MnCO3)是理想的⾼性能强磁性材料，也是制备Mn2O3、MnO2等锰的氧化物的重要原料，⼴泛⽤于电⼦、化⼯、医药等⾏业．⼀种制备MnCO3的⽣产流程如下图所⽰．
已知⽣成氢氧化物的pH和有关硫化物的Ksp如下表：
软锰矿主要成分为MnO2，其中含有铁、铝、硅的氧化物和少量重⾦属化合物杂质，SO2来⾃⼯业废⽓．流程①中主要发⽣的
反应有：MnO2＋SO2MnSO4，2Fe3+＋SO2＋2H2O2Fe2+＋SO42－＋4H+．
(1)流程①中所得MnSO4溶液的pH⽐软锰矿浆的pH________(填“⼤”或“⼩”)，该流程可与________(填⼯业⽣产名称)联合，⽣产效益更⾼．
(2)反应②的⽬的是将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，其离⼦反应⽅程式为________
________，这样设计的⽬的和原理是________．
(3)反应②所得的含有MnSO4溶液中，c(Mn2+)＝10－6 mol/L，c(Cu2+)＝10－10 mol/L，c(Pb2+)＝10－10 mol/L，在反应③中加⼊的Na2S溶液的物质的量浓度的取值范围为________，反应③中碳酸钙的作⽤是________．
(4)反应④发⽣的化学反应为：MnSO4＋2NH4HCO3MnCO3↓＋(NH4)2SO4＋CO2↑＋H2O．反应中通常需加⼊稍过量
的NH4HCO3，且控制溶液的pH为6.8～7.4．加⼊稍过量的NH4HCO3的⽬的是________，溶液的pH不能过低的原因
是________．
(5)软锰矿中锰的浸出有两种⼯艺：
⼯艺A：软锰矿浆与含SO2的⼯业废⽓反应；⼯艺B：软锰矿与煤碳粉混合，焙烧后加稀硫酸溶解．其中⼯艺A的优点
是________．(答对1个即可)
答案：
解析：
答案：(1)⼩　⼯业制备硫酸
(2)MnO2＋2Fe2+＋4H+Mn2+＋2Fe3+＋2H2O　⽬的是使Fe2+转变为Fe3+，原理是Fe3+完全沉淀的pH较低(或Fe3+更易沉淀)
(3)8.0×10－10 mol/L＜c(Na2S)＜2.5×10－7 mol/L　与溶液中的酸反应，使溶液中的Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀
(4)使MnCO3沉淀完全　MnCO3沉淀量少，NH4HCO3与酸反应(或MnCO3、NH4HCO3与酸反应溶解)
(5)节约能源、治理含SO2的⼯业废⽓等
讲析：(1)根据流程①中主要发⽣的反应可知，在形成的MnSO4溶液中含有H2SO4，所以所得的MnSO4溶液的pH⽐软锰矿浆的pH⼩．SO2主要来源于⼯业废⽓，⽽硫酸⼯业中产⽣的SO2废⽓最多、最集中，所以与⼯业制备硫酸相联合，能变废为宝，⽣产效益更⾼．
(2)在酸性环境中，MnO2具有强氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+，⾃⾝被还原为Mn2+，同时⽣成H2O，其反应的离⼦⽅程式为：MnO2＋2Fe2+＋4H+Mn2+＋2Fe3+＋2H2O．根据表中提供的信息，Fe2+、Mn2+与OH－反应⽣
成Fe(OH)2、Mn(OH)2沉淀时，溶液的pH相差不⼤，不利于Mn2+的分离，但将Fe2+氧化为Fe3+时，⽣成Fe(OH)3沉淀与⽣
成Mn(OH)2沉淀，⼆者溶液的pH相差⼤，有利于Mn2+的分离，将溶液的pH调控到3.7，Fe3+已经完全转化为Fe(OH)3沉淀，然后过滤即实现MnSO4与Fe(OH)3分离．
(3)根据⼏种硫化物的K sp值，加⼊⼀定浓度的Na2S时，能将溶液中Cu2+、Pb2+沉淀，⽽Mn2+不沉淀，根
据MnS的K sp＝c(Mn2+)·c(S2－)，当Mn2+⽣成沉淀时，c(Na2S)＝c(S2－)＝＝2.5×10－7 mol/L．同理可计算出当溶
液中Pb2+沉淀时，c(Na2S)＝8.0×10－18 mol/L，此时溶液中的Cu2+已经沉淀完全，故8.0×10－10
mol/L＜c(Na2S)＜2.5×10－7 mol/L．含有MnSO4的溶液是酸性溶液，在酸性溶液中，Fe3+、Al3+不能与Mn2+分离，加
⼊CaCO3固体，CaCO3与酸反应，使溶液中的Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀⽽与Mn2+分离．
(4)加⼊稍过量的NH4HCO3有利于MnSO4完全转化为MnCO3沉淀，因MnCO3能与H＋反应导致MnCO3沉淀减少，降低了产率，同时NH4HCO3也能与H+反应，不利于MnSO4沉淀，且浪费试剂．
(5)根据A、B⼯业特点即可分析出⼯艺A的优点．
点评：本题以化学实验基础知识为平台，通过题述信息来考查学⽣的阅读能⼒和材料分析能⼒，体现了学以致⽤的⾼考命题思想．本题易错点⼀是阅读不仔细，如忽视溶液pH与K sp的关系，导致分析判断错误；⼆是分析A与B⼯业的优劣时，不能通过对⽐分析，从原料利⽤、环保等⽅⾯⼊⼿．。