Question

【題目】工業上以軟錳礦(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)。其工業流程如下圖所示：

（1）“過濾Ⅰ”所得“濾渣Ⅰ”的主要成分為_________(填化學式)。

（2）“氧化”過程中除了發生MnO2與SO2的反應外，還發生另一氧化還原反應，寫出該反應的離子方程式______________________________________________________________。

（3）“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____________________________________。

（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，寫出反應的離子方程式：_____________________________________________________________________。

（6）生成的MnCO3沉淀需經充分洗滌，檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是___________________________________________________________________________。

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，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈

【解析】

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）：由流程可以知道軟錳礦形成礦漿，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，濾液含有Mn2+、Fe2+，加入二氧化錳氧化亞鐵離子，反應為：2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O，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，據此分析解答。

(1)軟錳礦形成礦漿，通入足量的SO2，MnO2、Fe2O3與O2反應生成Mn2+、Fe2+，SiO2不反應，過濾，濾渣I為SiO2，

因此，本題正確答案是：SiO2；
(2) 加入二氧化錳氧化亞鐵離子，反應為：2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O，
因此，本題正確答案是：2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O；
(3)由圖可以知道，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℃，
因此，本題正確答案是：90℃；
(4) 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，
因此，本題正確答案是：防止NH4HCO3受熱分解，提高原料利用率；
(5) Mn2+的濾液中加入NH4HCO3溶液后，發生徹底的雙水解，生成MnCO3沉淀和二氧化碳，反應為：Mn2＋＋2HCO3-===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O；
因此，本題正確答案是：Mn2＋＋2HCO3-===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O；
(6)生成的MnCO3沉淀需經充分洗滌，若未洗滌干凈，洗滌液中含有硫酸根離子，故檢驗洗滌液中是否含有硫酸根即可，方法為：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，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈，
因此，本題正確答案是: ：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，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈。