减少SO2的排放、回收利用SO2成为世界性的研究课题．我国研究人员

问题填空题

减少SO₂的排放、回收利用SO₂成为世界性的研究课题．我国研究人员研制的，利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO₂）吸收废渣高温焙烧产生的SO₂，制备硫酸锰的生产流程如下：

浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn²⁺，还含有少量的Fe²⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Pb²⁺等其他金属离子．（提示：①在工业上，用沉淀法不能完全除去的离子还可以用　　吸附法除去②有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH见下表③阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见图．④已知PbO₂的氧化性大于MnO₂．）

离子	离子半径（pm）	开始沉淀pH	完全沉淀pH
Fe²⁺	74	7.6	9.7
Fe³⁺	64	2.7	3.7
Al³⁺	50	3.8	4.7
Mn²⁺	80	8.3	9.8
Pb²⁺	121	8.0	8.8
Ca²⁺	99	-	-

请回答下列问题：

（1）写出浸出过程中主要反应的一个化学反应方程式______，氧化过程中主要反应的一个离子反应方程式______．

（2）在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH，pH应调节至______．

（3）决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是______（填写序号）．

a．溶液的pH b．金属离子的电荷　 c．金属离子的半径　 d．吸附时间

（4）操作a包括______过滤、洗涤等过程．

答案

（1）低品位软锰矿浆的主要成分是MnO₂，通入SO₂浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn²⁺，则MnO₂与SO₂发生氧化还原反应，反应的化学方程式为SO₂+MnO₂=MnSO₄；

杂质离子中只有Fe²⁺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）杂质中含有Fe²⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Pb²⁺四种阳离子，由沉淀的pH范围知，Fe²⁺的沉淀与Mn²⁺离子的沉淀所需的pH接近，而Fe³⁺则相差很远，故可以将Fe²⁺氧化成Fe³⁺而除杂．从吸附率的图可以看出，Ca²⁺、Pb²⁺的吸附率较高，故只要调节pH值在4.7～8.3间，大于4.7可以将Fe³⁺和Al³⁺除去，小于8.3是防止Mn²⁺也沉淀．

故答案为：4.7～8.3．

（3）图中离子从上至下，半径有减小趋势，对应的吸附率减小．随着时间的递增，所有离子的吸附率均增大；另Fe³⁺和

Al³⁺离子所带电荷数大，其吸附率低．

故答案为：bcd．

（4）从溶液中获得溶质，应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法．

故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶．