Question

【題目】以軟錳礦粉（主要含MnO2，還有少量Fe2O3）為原料制取MnCO3的流程如圖1．

（1）“酸浸”時發生的反應有2FeSO4+MnO2+2H2SO4＝_____+MnSO4+2H2O和_____。

（2）“過濾Ⅰ”所得濾渣的主要成分是_____。

（3）“沉錳”時測得MnCO3的產率與溶液pH、反應時間t的關系如圖2，反應要控制pH＝_____，其理由是_____、_____。

（4）“過濾Ⅱ”所得濾液中溶質的主要成分是_____。

（5）為測定某軟錳礦中MnO2的質量分數，稱取2.0 g軟錳礦樣品，加入3.35 g草酸鈉（Na2C2O4）固體，再加足量稀硫酸（雜質不參加反應），充分反應后，過量的Na2C2O4用31.6 g/L KMnO4溶液進行反應，當滴入10.0 mL KMnO4溶液時恰好完全反應。

已知：①MnO2+Na2C2O4+2H2SO4＝MnSO4 +2CO2↑+2H2O+Na2SO4　；②2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4＝2MnSO4+5Na2SO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O．

求該軟錳礦中MnO2的質量分數。_____（相對分子質量：KMnO4 158；Na2C2O4 134；MnO2 87）

Answer 1

【答案】Fe2（SO4）3 Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O Fe（OH）3 7 時間相同時，MnCO3的產率最高 MnCO3產率相同時，所需時間最短；（或者簡單答成：產率高、速度快） （NH4）2 SO4 87%

【解析】

（1）由于軟錳礦粉（主要含MnO2，還有少量Fe2O3），所以“酸浸”時發生的反應是氧化鐵和硫酸反應生成硫酸鐵和水，以及硫酸亞鐵和二氧化錳以及硫酸反應生成硫酸鐵和硫酸鎂以及水，對應的化學方程式為：2FeSO4+MnO2+2H2SO4＝Fe2（SO4）3+MnSO4+2H2O和 Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O。

（2）由于后續得到的是含錳化合物，所以過濾操作中分離出的應該是含鐵化合物，而過程是和氨水反應得到且酸浸過程中生成的是三價鐵的化合物，所以“過濾Ⅰ”所得濾渣的主要成分是難溶性的 Fe（OH）3。

（3）根據“沉錳”時測得MnCO3的產率與溶液pH、反應時間t的關系圖，可知反應要控制pH＝7，其理由是 時間相同時，MnCO3的產率最高、MnCO3產率相同時，所需時間最短。

（4）過濾II前是硫酸錳和碳酸氫銨反應生成碳酸錳和溶液，根據質量守恒定律，可知溶液的成分為硫酸銨，所以“過濾Ⅱ”所得濾液中溶質的主要成分是 （NH4）2SO4。

（5）當滴入10.0 mL KMnO4溶液時恰好完全反應，則消耗的高錳酸鉀的質量為31.6 g/L×10.0 mL×1L/1000mL＝0.316g

設與高錳酸鉀反應的草酸鈉的質量為x

x＝0.67g

則與二氧化錳反應的草酸鈉的質量為3.35g﹣0.67g＝2.68g

設該軟錳礦中MnO2的質量分數為y

y＝87%

故答案為：

（1）Fe2（SO4）3；Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O；（2）Fe（OH）3；（3）7； 時間相同時，MnCO3的產率最高； MnCO3產率相同時，所需時間最短；（或者簡單答成：產率高、速度快）；（4）（NH4）2 SO4；（5）87%。