Question

我國錳現(xiàn)有探明儲量約6.4億噸，主要是低品位的碳酸錳礦．如圖是從低品位碳酸錳礦石中富集生產錳精礦的一種綠色化學工藝流程圖．

（1）本工藝中體現(xiàn)綠色化學理念的是：

 

．
（2）寫出在500℃焙燒過程中生成MnCl₂的兩個化學方程式

 

．
（3）若礦石中Mn含量20%，氯化銨與礦石理論質量比是0.389：1，實際使用1.2：1的原因

 

．
（4）敞口條件下，研究不同焙燒溫度與錳的浸出率關系，其結果如圖所示，當溫度高于500℃時，錳的浸出率會降低的原因是

 

．
（5）實驗室從濾液中回收氯化銨固體，要用到的儀器有：酒精燈、燒杯、溫度計、漏斗、

 

（填編號）①蒸發(fā)皿②坩堝③玻璃棒④分液漏斗
（6）錳含量測定方法是：稱取0.1g樣品置于300mL錐形瓶中，用試劑氧化成MnO₄^-，再用0.1000mol?L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂標準溶液滴定至終點．經三次實驗平均消耗標準溶液40.91mL．該樣品中含錳的含量為：

 

．滴定反應的離子方程式為：MnO₄^-+Fe²⁺+H⁺→Mn²⁺+Fe³⁺+H₂O（未配平）

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：碳酸錳、氯化銨研磨，焙燒，氯化銨分解生成的HCl與碳酸錳反應生成氯化錳，HCl與碳酸錳分解生成的MnO反應生成氯化錳，出爐氣主要是二氧化碳和氨氣，焙燒后的固體加水浸出得到氯化錳溶液，把出爐氣（二氧化碳和氨氣）通入氯化錳溶液得到碳酸錳沉淀，過濾得到碳酸錳精礦石，濾液為氯化銨溶液．
（1）根據流程分析可知氯化銨循環(huán)利用符合綠色化學理念；
（2）500℃焙燒過程中碳酸錳、氧化錳與HCl反應生成氯化錳；
（3）在焙燒過程中MnO被氧化為MnO₂，加過量的氯化銨分解生成的HCl可以把MnO₂還原為MnCl₂；
（4）氯化銨分解產生的氯化氫氣體部分散逸；
（5）從溶液中回收氯化銨要經過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌等操作，根據操作選擇儀器；
（6）（NH₄）₂Fe（SO₄）₂與高錳酸鉀的反應離子方程式為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，根據消耗的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂的物質的量求出MnO₄^-的物質的量，再求出錳的質量和錳的含量．

解答： 解：碳酸錳、氯化銨研磨，焙燒，氯化銨分解生成的HCl與碳酸錳反應生成氯化錳，HCl與碳酸錳分解生成的MnO反應生成氯化錳，出爐氣主要是二氧化碳和氨氣，焙燒后的固體加水浸出得到氯化錳溶液，把出爐氣（二氧化碳和氨氣）通入氯化錳溶液得到碳酸錳沉淀，過濾得到碳酸錳精礦石，濾液為氯化銨溶液．
（1）根據流程分析可知氯化銨循環(huán)利用符合綠色化學理念，故答案為：氯化銨的循環(huán)利用；
（2）焙燒中的四個主要反應：NH₄Cl=NH₃↑+HCl↑ MnCO₃=MnO+CO₂↑ MnCO₃+2HCl=MnCl₂+H₂O+CO₂ MnO+2HCl=MnCl₂+H₂O，生成MnCl₂的兩個化學方程式為MnO+2HCl

△   .

MnCl₂+H₂O、MnCO₃+2HCl

△   .

MnCl₂+H₂O+CO₂↑；
故答案為：MnO+2HCl

△   .

MnCl₂+H₂O、MnCO₃+2HCl

△   .

MnCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）在焙燒過程中MnO被氧化為MnO₂，加過量的氯化銨，氯化銨分解生成的HCl可以把MnO₂還原為MnCl₂，所以反應過程中消耗的氯化銨的量大于理論值，
故答案為：MnO被氧化為MnO₂；
（4）當溫度高于500℃時，氯化銨分解產生氣體部分散逸，使HCl的物質的量減少，則反應生成的氯化錳的量減少，所以會降低錳的浸出率；
故答案為：氯化銨分解產生氣體部分散逸；
（5）從溶液中回收氯化銨要經過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌等操作，所以還有用到蒸發(fā)皿和玻璃棒，故答案為：①③；
（6）（NH₄）₂Fe（SO₄）₂與高錳酸鉀的反應離子方程式為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，已知消耗的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂的物質的量為0.1000mol?L^-1×0.0409L=0.00409mol，則n（Mn）=n（MnO₄^-）=

1

5

×0.00409mol，所以該樣品中含錳的含量為

1 5 ×0.00409mol×55g/mol

0.1g

×100%=45.00%，
故答案：45.00%．

點評：本題以工藝流程為基礎，主要考查了化學實驗基本操作、元素及化合物知識、化學計算、氧化還原反應等相關知識，題目難度中等，側重于考查學生的實驗探究能力和對基礎知識的綜合應用能力．