Question

【題目】工業(yè)上以軟錳礦(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量雜質(zhì))為主要原料制備高性能的磁性材料碳酸錳(MnCO3)。其工業(yè)流程如下：

(1)過濾Ⅰ所得濾渣Ⅰ的主要成分為_________(填化學(xué)式)。

(2)“氧化”過程中除了發(fā)生MnO2與SO2的反應(yīng)外，還發(fā)生另一氧化還原反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的離子方程式：__________________________。

(3)“浸錳”反應(yīng)中往往有副產(chǎn)物MnS2O6生成，溫度對(duì)“浸錳”反應(yīng)的影響如右圖所示，為減少 MnS2O6 的生成，“浸錳”的適宜溫度是_______。

(4)向過濾Ⅱ所得的濾液中加入NH4HCO3 溶液時(shí)溫度控制在30-35℃，溫度不宜太高的原因是_______。

(5)加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同時(shí)還有CO2氣體生成，寫出反應(yīng)的離子方程式：_____________。

(6)生成的MnCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是______________。

Answer 1

【答案】SiO2 2Fe2++MnO2+4H+2Fe3++Mn2++2H2O 90℃ 防止NH4HCO3受熱分解，提高原料的利用率 Mn2++2HCO3—=MnCO3↓+CO2↑+H2O 取1-2mL最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明洗滌干凈

【解析】

向軟錳礦中通入過量的二氧化硫浸錳，酸性條件下，利用二氧化硫的還原性將二氧化錳、氧化鐵粉末還原為硫酸錳和硫酸亞鐵，過濾，濾渣Ⅰ為二氧化硅，向?yàn)V液中加入過量的二氧化錳，過量的二氧化硫和二氧化錳反應(yīng)生成硫酸錳。將亞鐵離子氧化為鐵離子，調(diào)節(jié)pH=3.7，將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾，濾渣Ⅱ為氫氧化鐵和二氧化錳，濾液為硫酸錳溶液，向?yàn)V液中加入少量的碳酸氫銨溶液，發(fā)生反應(yīng)Mn2++2HCO3—=MnCO3↓+CO2↑+H2O，過濾，洗滌，干燥，得碳酸錳。

向軟錳礦中通入過量的二氧化硫浸錳，酸性條件下，利用二氧化硫的還原性將二氧化錳，氧化鐵粉末還原為硫酸錳和硫酸亞鐵，過濾，濾渣Ⅰ為二氧化硅，向?yàn)V液中加入過量的二氧化錳，過量的二氧化硫和二氧化錳反應(yīng)生成硫酸錳。將亞鐵離子氧化為鐵離子，調(diào)節(jié)pH=3.7，將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾，濾渣Ⅱ為氫氧化鐵和二氧化錳，濾液為硫酸錳溶液，向?yàn)V液中加入少量的碳酸氫銨溶液，發(fā)生反應(yīng)Mn2++2HCO3—=MnCO3↓+CO2↑+H2O，過濾，洗滌，干燥，得碳酸錳。

(1) 過濾，濾渣Ⅰ為SiO2；

(2)亞鐵離子被二氧化錳氧化生成鐵離子，離子方程式為：2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；

(3)分析圖象可知溫度在90℃以后MnS2O6的生成率較低，錳的浸出率較高，且溫度較低節(jié)約能源，故浸錳的適宜溫度為90℃；

(4)銨鹽受熱分解，向過濾所得的濾液中加入碳酸氫銨溶液，溫度控制在30-35℃的原因是防止NH4HCO3受熱分解，提高原料的利用率；

(5)硫酸錳和碳酸氫銨溶液反應(yīng)生成碳酸錳沉淀和二氧化碳和水，離子方程式為：Mn2++2HCO3—=MnCO3↓+CO2↑+H2O；

(6)生成的碳酸錳沉淀表面有硫酸根離子等雜質(zhì)離子，檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈可檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有硫酸根離子，方法是取1-2mL最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明洗滌干凈。