锰是一种非常重要的金属元素,在很多领域有着广泛的应用。利用废铁屑还原浸出低品位软锰矿制备硫酸锰,然后进行电解,是制备金属锰的新工艺,其流程简图如下:

已知:
i. 低品位软锰矿主要成份有MnO
2、Al
2O
3、Fe
2O
3、Cu
2(OH)
2CO
3、CaCO
3、SiO
2等。
ii. 部分金属离子以氢氧化物沉淀时的pH
| Fe2+
| Fe3+
| Al3+
| Mn2+
| Cu2+
|
开始沉淀的pH
| 6.8
| 1.8
| 3.7
| 8.6
| 5.2
|
沉淀完全的pH
| 8.3
| 2.8
| 4.7
| 10.1
| 6.7
|
iii. 几种化合物的溶解性或溶度积(Ksp)
MnF2
| CaS
| MnS
| FeS
| CuS
|
溶于水
| 溶于水
| 2.5×10-13
| 6.3×10-18
| 6.3×10-36
|
(1)研究表明,单质Fe和Fe
2+都可以还原MnO
2。在硫酸存在的条件下,MnO
2将Fe氧化为Fe
3+的离子方程式是____________。
(2)清液A先用H
2O
2处理,然后加入CaCO
3,反应后溶液的pH≈5。滤渣a的主要成分中有黄铵铁矾NH
4Fe
3(SO
4)
2(OH)
6。
①H
2O
2的作用是____________(用离子方程式表示)。
②滤渣a中除了黄铵铁矾,主要成分还有X。用平衡移动原理解释产生x的原因:____________。
(3)用离子方程式表示MnS固体的作用:____________。
(4)滤渣c的成分是____________。
(5)如下图所示装置,用惰性电极电解中性MnSO
4溶液可以制得金属Mn。阴极反应有:
i. Mn
2++2e
-=Mn ii. 2H
++2e
-=H
2↑
电极上H
2的产生会引起锰起壳开裂,影响产品质量。
①电解池阳极的电极方程式是________________。
②清液C需要用氨水调节pH=7的原因是____________。

③电解时,中性MnSO
4溶液中加入(NH
4)
2SO
4的作用除了增大溶液导电性之外,还有___________(结合电极反应式和离子方程式解释)。