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“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，向濾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，向濾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，向濾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，向濾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，檢驗沉淀是否洗滌干凈可檢驗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。