Question

【題目】軟錳礦的主要成分是MnO2，還含有少量重金屬化合物等雜質。黃鐵礦的主要成分是FeS2，還含有硅、鋁的氧化物等雜質。工業上采用同槽酸浸工藝制備碳酸錳并回收硫酸銨，其主要流程如下：

（1）為了提高浸出率，在浸取時可采取的措施有________。

A.適當升高溫度 B.攪拌 C.礦石研成粉末 D.延長浸泡時間

（2）浸取完成后，取浸取液少許，加入KSCN溶液無明顯現象，浸取時發生反應的離子方程式是___________________________。

（3）加入MnO2氧化發生反應的離子方程式是___________________，還可使用______代替MnO2。

（4）濾渣2主要成分的化學式是________________。

（5）50℃碳化發生的化學反應方程式是______________________。

（6）加水洗滌，檢驗碳酸錳產品完全洗凈的方法是___________________。

Answer 1

【答案】 ABCD MnO2 + FeS2 + 4H+ = Mn2+ + Fe2+ + 2S + 2H2O 2Fe2+ + MnO2 + 4H+ = 2Fe3+ + Mn2+ + 2H2O H2O2 Fe(OH)3、Al(OH)3 MnSO4 + 2NH4HCO3(NH4)2SO4 +MnCO3↓+ CO2↑ + H2O 取最后一次洗滌液，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無沉淀，則已洗凈。

【解析】試題分析：本題以軟錳礦和黃鐵礦同槽酸浸工藝制備碳酸錳并回收硫酸銨為載體，考查化工流程的分析，方程式的書寫以及基本實驗操作。浸取時加入硫酸，獲得的濾渣1中含有S，浸取完成后，取浸取液少許，加入KSCN溶液無明顯現象，說明浸取液中沒有Fe3+，黃鐵礦中的FeS2被氧化成S，則軟錳礦中的MnO2被還原成Mn2+，浸取時的主要反應為MnO2+FeS2+4H+=Mn2++Fe2++2S+2H2O，除此之外重金屬化合物、鋁的氧化物溶解轉化成相應的金屬陽離子進入浸取液中；氧化階段加入MnO2將Fe2+氧化成Fe3+，反應為MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；加入氨水調pH為5~6的目的是將Fe3+、Al3+轉化成Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀而除去；加入（NH4）2S除去重金屬陽離子過濾后的濾液中主要溶質為MnSO4，由流程知碳化時生成MnCO3、CO2和（NH4）2SO4，則碳化時反應的方程式為MnSO4+2NH4HCO3MnCO3↓+CO2↑+（NH4）2SO4+H2O。

（1）為了提高浸出率，在浸取時可采取的措施有：攪拌、礦石研成粉末、適當升高溫度、 延長浸泡時間，答案選ABCD。

（2）根據上述分析，浸取時發生反應的離子方程式是MnO2+FeS2+4H+=Mn2++Fe2++2S+2H2O。

（3）加入MnO2氧化發生反應的離子方程式是MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O，其中MnO2作氧化劑，為了不引進新雜質，MnO2可用H2O2代替，相應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

（4）濾渣2的主要成分的化學式是Al（OH）3、Fe（OH）3。

（5）50℃碳化發生的化學反應方程式是MnSO4+2NH4HCO3MnCO3↓+CO2↑+（NH4）2SO4+H2O。

（6）粗產品MnCO3吸附有可溶性的（NH4）2SO4，加水洗滌MnCO3上吸附的（NH4）2SO4，要證明MnCO3產品完全洗凈，即檢驗洗滌液中不含（NH4）2SO4，方法是：取最后一次洗滌液，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀，則已洗凈。

解題步驟	解題策略
首尾呼應、找出主線	（1）對照原料和產品，確定核心反應和輔料 （2）依核心反應，明確流程主線、支線和除雜任務
分段剖析、明析細節	（3）以核心原料為準，把流程劃分為原料預處理、核心反應和產品分離提純三個階段 （4）依箭頭指向，分析每一環節中物質流入和流出的意義、控制反應條件的作用，融通對流程的整體分析
破解答案	（5）變換角度：從基本理論、綠色化學觀點、經濟角度、安全生產等多角度答題；對棘手問題不忘嘗試從題給信息中尋找答案