Question

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

（1）為了提高“浸錳”過程中原料的浸出率，可以采取的措施有___（寫一條。）

（2）浸錳過程中Fe2O3與SO2反應的化學方程式為：Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO+H2O，該反應是經歷以下兩步反應實現的：ⅰ：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；ⅱ：……。寫出ⅱ的離子方程式___。

（3）過濾Ⅰ所得濾液中主要存在的兩種金屬陽離子為___（填離子符號）。

（4）“浸錳”反應中往往有副產物MnS2O6生成，溫度對“浸錳”反應的影響如圖所示，為減少MnS2O6的生成，“浸錳”的適宜溫度是___。

（5）寫出“氧化”過程中MnO2與SO2反應的化學方程式___。

（6）濾渣Ⅱ是___（填化學式）。

（7）向過濾Ⅱ所得的濾液中加入NH4HCO3溶液時溫度不宜太高的原因是___。

Answer 1

【答案】攪拌或適當升高溫度 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+ Mn2+、Fe2+ 90℃ MnO2+SO2=MnSO4 Fe(OH)3 防止NH4HCO3受熱分解，提高原料利用率

【解析】

由流程可知軟錳礦形成礦漿，通入足量的SO2，發生反應，MnO2+SO2=MnSO4，Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42-+H2O，SiO2不反應，過濾，濾渣I為SiO2，濾液含有Mn2+、Fe2+，加入MnO2氧化亞鐵離子，反應為：2Fe2++15MnO2+28H+=2Fe3++14H2O+15Mn2++4SO42-，調節pH，沉淀鐵離子，過濾，濾渣II為氫氧化鐵，向濾液中加入碳酸氫銨溶液，生成MnCO3沉淀，過濾得到的濾渣中主要含有MnCO3，反應為：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O，通過洗滌、烘干得到MnCO3晶體。

(1)可以通過攪拌或者適當升高溫度，以提高“浸錳”過程中原料的浸出率。

(2)根據浸錳過程中Fe2O3與SO2反應的總化學方程式Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO+H2O和該反應的第一步反應Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，兩方程式相減可得到反應ⅱ的離子方程式2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+。

(3)軟錳礦形成礦漿，通入足量的SO2，MnO2、Fe2O3與SO2反應生成Mn2+、Fe2+，SiO2不反應，過濾，故濾液含有Mn2+、Fe2+。
(4)由圖可知，90℃時，MnS2O6的生成率低，錳浸出率高，溫度再高，變化不大，則“浸錳”的適宜溫度是90℃。

(5)綜上分析，MnO2與SO2反應的化學方程式為MnO2+SO2=MnSO4。

(6)為除去濾液中的鐵離子，調節pH，沉淀鐵離子，將鐵離子轉化為氫氧化鐵，最后過濾，故濾渣II為氫氧化鐵。
(7)NH4HCO3受熱易分解，溫度不宜太高，防止NH4HCO3受熱分解，提高原料利用率。