Question

【題目】某菱錳礦的主要成分為MnCO3，還含有少量的FeCO3、CaCO3、MgCO3、Al2O3以及一些不反應的不溶性雜質，工業上以菱錳礦為原料制備高純度碳酸錳的流程如圖所示：

已知：MnCO3+2NH4ClMnCl2+CO2↑+2NH3↑+H2O

相關金屬離子[c0(Xn+)=0.1mol·L-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：

金屬離子	Mn2+	Fe2+	Ca2+	Mg2+	Al3+	Fe3+
開始沉淀時的pH	8.1	6.3	10.6	8.9	3.4	1.5
完全沉淀時的pH	10.1	8.3	13.1	10.9	4.7	2.8

（1）焙燒爐中生成的氣體A的成分有__（填化學式）。

（2）氣體A可用于制取純堿，其制取過程如圖所示：

反應槽中有沉淀產生，該沉淀是__（填化學式），生成該沉淀的離子反應方程式為___，氣體B的化學式為___。

（3）凈化室中的除雜包含三步：

①加入少量MnO2將Fe2+轉化為Fe3+，其反應的離子方程式為___；

②加氨水調pH=5.6，生成的沉淀的化學式是__；

③加入適量NH4F，將作為雜質的剩余金屬陽離子轉化為難溶于水的沉淀除去。

（4）凈化液中含有的離子主要有__。

Answer 1

【答案】CO2、NH3和H2O NaHCO3 Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4+ CO2 4H++MnO2+2Fe2+=2Fe3++Mn2++2H2O Al(OH)3和Fe(OH)3 Mn2+、NH4+、Cl-

【解析】

（1）根據已知條件，菱錳礦經氯化銨混合焙燒之后生成CO2和NH3氣體，又因反應體系溫度過高，水以蒸汽的形式存在，故氣體A主要含有CO2、NH3、H2O；

（2）將氣體通入NaCl溶液中為侯氏制堿法的方程式，反應方程式為NaCl+CO2+NH3+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓，離子方程為：Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4+，故反應槽中的沉淀為NaHCO3，將固體進入分解室加熱，NaHCO3受熱分解，生成Na2CO3和CO2，故氣體B為CO2；

（3）①向溶液中加入MnO2，在酸性條件下可將Fe2+氧化為Fe3+，方程式為4H++MnO2+2Fe2+=2Fe3++Mn2++2H2O；

②加氨水調節溶液pH，當pH大于離子開始沉淀pH時，這種離子開始生成沉淀，故沉淀為Al(OH)3和Fe(OH)3；

（4）浸取液進入凈化室后，調節pH至5.6保證Fe3+、Al3+除盡，加入NH4F將Ca2+、Mg2+除盡，此時溶液中含有的陽離子為Mn2+和NH4+，陰離子為Cl-。