工业上以软锰矿为原料,利用烧结烟气中的SO2制备MnSO4·H2O的流程如下:
某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。酸浸过程发生反应:MemOn+H+→Me(2n/m)++H2O,Me表示Fe、 Al、 Zn、 Cu等。25℃时部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物
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Al(OH)3
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Fe(OH)3
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Fe(OH)2
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Mn(OH)2
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Cu(OH)2
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Zn(OH)2
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CuS
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ZnS
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MnS
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FeS
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pH
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5.2
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3.2
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9.7
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10.4
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6.7
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8.0
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≥-0.42
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≥2.5
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≥7
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≥7
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回答下列问题:
(1)酸浸时SO2将MnO2还原为MnSO4,其离子方程式为 。
酸浸时SO2的吸收率与pH和温度的关系如下图,为提高SO2的吸收率,酸浸适宜的条件是 。
图1: SO2的吸收率与 pH值的关系 图2: SO2的吸收率与温度的关系
(2)滤渣B的主要成分是 。
(3)加入MnS的目的是 。
(4)操作IV的步骤为 、 、过滤、洗涤、干燥。
(5)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,在不断搅拌情况下,电解酸化的MnSO4溶液,阳极的电极反应式为: 。
(6)已知金属离子浓度小于1.0×10-5mol/L时认为已经完全沉淀,根据表格数据,计算25℃时Zn(OH)2溶度积Ksp为 (不需计算过程,计算结果保留两位有效数字)。