Question

7．馬日夫鹽是一種白色晶體，易溶于水，常用于機(jī)械設(shè)備的磷化處理．以軟錳礦（主要成分為MnO₂，還含有少量的Fe₂O₃、FeO和Al₂O₃）為原料制備馬日夫鹽的流程如圖：

（1）軟錳礦要先制成礦漿的目的是增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率，葡萄糖（C₆H₁₂O₆）與MnO₂反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物為MnSO₄、CO₂和H₂O，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為12：1．
（2）用H₂O₂溶液“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的列子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（3）已知幾種金屬離子的氫氧化物開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如表所示、“調(diào)pH并過(guò)濾”時(shí)，應(yīng)調(diào)整的pH范圍為5.0～7.8，濾渣1的主要成分為Fe（OH）₃和Al（OH）₃（填化學(xué)式）．

金屬離子	開(kāi)始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Fe3+	1.8	3.2
Al3+	3.0	5.0
Fe2+	5.8	8.8
Mn2+	7.8	9.8

（4）加入磷酸后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnCO₃+2H₃PO₄═Mn（H₂PO₄）₂+CO₂↑+H₂O．
（5）某工廠用上述流程制備馬日夫鹽，已知軟錳礦中MnO₂的含量為87%，整個(gè)流程中錳元素的損耗率為9%，則1t該軟錳礦可制得馬日夫鹽2.5935t．

Answer 1

分析 軟錳礦（主要成分為MnO₂，還含有少量的Fe₂O₃、FeO和Al₂O₃）與廢硫酸、葡萄糖混合，得到含有金屬陽(yáng)離子Mn²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺的溶液，加入過(guò)氧化氫溶液氧化Fe²⁺為Fe³⁺，調(diào)節(jié)pH5.0～7.8，沉淀Fe³⁺、Al³⁺，濾渣1為Fe（OH）₃和Al（OH）₃，濾液為MnSO₄溶液，加入碳酸鈉溶液沉錳，過(guò)濾，得到MnCO₃沉淀，與磷酸反應(yīng)：MnCO₃+2H₃PO₄═Mn（H₂PO₄）₂+CO₂↑+H₂O，加入碳酸鋇凈化，濃縮結(jié)晶得到馬日夫鹽Mn（H₂PO₄）₂•2H₂O，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）為增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率，軟錳礦要先制成礦漿；葡萄糖（C₆H₁₂O₆）與MnO₂反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物為MnSO₄、CO₂和H₂O，則反應(yīng)為：12MnO₂+C₆H₁₂O₆+24H₂SO₄=12MnSO₄+6CO₂↑+18H₂O，二氧化錳為氧化劑，葡萄糖為還原劑，故反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為12：1；
故答案為：增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率；12：1；
（2）過(guò)氧化氫溶液氧化Fe²⁺為Fe³⁺，反應(yīng)為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（3）調(diào)節(jié)pH沉淀Fe³⁺、Al³⁺，但不能沉淀Mn²⁺，由表可知，調(diào)節(jié)pH為5.0～7.8，可以達(dá)到目的，故濾渣1為Fe（OH）₃和Al（OH）₃；
故答案為：5.0～7.8；Fe（OH）₃和Al（OH）₃；
（4）MnCO₃沉淀與磷酸反應(yīng)為MnCO₃+2H₃PO₄═Mn（H₂PO₄）₂+CO₂↑+H₂O；
故答案為：MnCO₃+2H₃PO₄═Mn（H₂PO₄）₂+CO₂↑+H₂O；
（5）軟錳礦中MnO₂的含量為87%，整個(gè)流程中錳元素的損耗率為9%，設(shè)得到馬日夫鹽質(zhì)量為x，根據(jù)錳元素質(zhì)量守恒，則有$\frac{55}{87}$×1t×87%×91%=$\frac{55}{285}$×x，解得x=2.5935；
故答案為：2.5935．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備，涉及對(duì)工藝流程的理解、氧化還原反應(yīng)、對(duì)條件的控制選擇與理解等，理解工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，題目難度中等．