(2013•泰州二模)工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO2的工艺流程如图所示:

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  • 解题思路:(1)从影响反应速率的因素考虑;

    (2)Fe2+具有还原性,可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+;加入CaO将溶液的pH调到5.2~6.0,

    Fe3+和Al3+分别生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀;再加入BaS,硫酸根和钡离子生成硫酸钡沉淀,Cu2+、Pb2+生成硫化铜和硫化铅沉淀,

    浸出液中含有加入的氧化钙生成的钙离子,再加入NaF溶液生成氟化钙沉淀除去;

    (3)从流程加入的物质和质量守恒分析;

    (4)由MnO2粗品中含有少量Mn3O4,可以用稀硫酸处理,将其转化为MnSO4和MnO2,可知反应物为Mn3O4和稀硫酸,

    生成物为MnSO4和MnO2,再利用化合价法和原子守恒配平方程式.

    (1)将碳酸锰矿粉碎可以增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分,

    故答案为:增大接触面积,加快反应速率(使反应更充分);

    (2)①Fe2+具有还原性,可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O,

    故答案为:SO2+MnO2=MnSO4;2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O;

    ②加入CaO将溶液的pH调到5.2~6.0,Fe3+和Al3+分别生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀;

    故答案为:除去Fe3+,A13+

    ③加入BaS,硫酸根和钡离子生成硫酸钡沉淀,Cu2+、Pb2+生成硫化铜和硫化铅沉淀,浸出液中含有加入的氧化钙生成的钙离子,再加入NaF溶液生成氟化钙沉淀除去;

    故答案为:Ca2+

    (3)从流程看,加入的物质硫酸和碳酸氢铵,故溶液A中含硫酸铵,为常用化肥,故答案为:(NH4)2SO4

    (4)由MnO2粗品中含有少量Mn3O4,可以用稀硫酸处理,将其转化为MnSO4和MnO2,可知反应物为Mn3O4和稀硫酸,生成物为MnSO4和MnO2,反应方程式可写成:Mn3O4+H2SO4→MnSO4+MnO2,根据原子守恒,还应有水生成,故可写出:Mn3O4+H2SO4→MnSO4+MnO2+H2O,利用化合价法和原子守恒配平方程式得:Mn3O4+2H2SO4=2MnSO4+MnO2+2H2O,故答案为:Mn3O4+2H2SO4=2MnSO4+MnO2+2H2O.

    点评:

    本题考点: 物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质.

    考点点评: 本题考查了物质的制备方案的设计,涉及计影响反应速率的因素,沉淀溶解平衡的移动,方程式的书写,中等难度.要充分利用流程提供的信息,围绕实验原理来解答.