Question

【題目】工業上用菱錳礦（MnCO3）[含FeCO3、SiO2、Cu2（OH）2CO3等雜質]為原料制取二氧化錳，其流程示意圖如下：
已知：
生成氫氧化物沉淀的pH

	Mn（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Cu（OH）2
開始沉淀時	8.3	6.3	2.7	4.7
完全沉淀時	9.8	8.3	3.7	6.7

注：金屬離子的起始濃度為0.1mol/L
回答下列問題：
（1）含雜質的菱錳礦使用前需將其粉碎，主要目的是 ． 鹽酸溶解MnCO3的化學方程式是 ．
（2）向溶液1中加入雙氧水時，反應的離子方程式是 ．
（3）濾液2中加入稍過量的難溶電解質MnS，以除去Cu2+ ， 反應的離子方程式是 ．
（4）將MnCl2轉化為MnO2的一種方法是氧化法．其具體做法是用酸化的NaClO3溶液將MnCl2氧化，該反應的離子方程式為： Mn2++ClO3﹣+=++ ．
（5）將MnCl2轉化為MnO2的另一種方法是電解法． ①生成MnO2的電極反應式是
②若直接電解MnCl2溶液，生成MnO2的同時會產生少量Cl2 ． 檢驗Cl2的操作是 ．
③若在上述MnCl2溶液中加入一定量的Mn（NO3）2粉末，則無Cl2產生．其原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）增大接觸面積，提高反應速率；MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O
（2）2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe（OH）3↓+4H+
（3）MnS+Cu2+=Mn2++CuS
（4）5；2；4H2O；Cl2↑；5MnO2；8H+5Mn2++2ClO3﹣+4H2O=Cl2↑+5MnO2+8H+
（5）Mn2+﹣2e﹣+2H2O=MnO2+4H+；將潤濕的淀粉碘化鉀試紙置于陽極附近，若試紙變藍則證明有Cl2生成；其它條件不變下，增大Mn2+濃度[或增大c（Mn2+）/c（Cl﹣）]，有利于Mn2+放電（不利于Cl﹣放電）
【解析】解：菱錳礦用鹽酸酸浸，MnCO3、FeCO3、Cu2（OH）2CO3與鹽酸反應，SiO2不與鹽酸反應，過濾得到濾渣1為SiO2 ， 濾液1中含有氯化鎂、氯化亞鐵、氯化銅及剩余的HCl，向濾液中加入生石灰，調節溶液pH=4，加入過氧化氫將溶液中Fe2+氧化為Fe3+ ， 在PH=4時氧化得到Fe3+轉化為Fe（OH）3沉淀，過濾除去，濾液2中加入MnS，將溶液中Cu2+轉化為CuS沉淀過濾除去，濾液3中為MnCl2 ， 系列轉化得到MnO2 ． （1）將菱錳礦粉碎，可以增大接觸面積，提高反應速率；碳酸鎂與鹽酸反應生成氯化鎂、二氧化碳與水，反應方程式為：MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O， 所以答案是：增大接觸面積，提高反應速率；MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O；（2）加入過氧化氫將溶液中Fe2+氧化為Fe3+ ， 在PH=4時氧化得到Fe3+轉化為Fe（OH）3沉淀，根據電荷守恒有氫離子生成，反應離子方程式為：2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe（OH）3↓+4H+ ，
所以答案是：2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe（OH）3↓+4H+；（3）MnS與氯化銅反應轉化更難溶的CuS，同時得到氯化鎂，反應離子方程式為：MnS+Cu2+=Mn2++CuS，
所以答案是：MnS+Cu2+=Mn2++CuS；（4）用酸化的NaClO3溶液將MnCl2氧化得到MnO2 ， Mn元素發生氧化反應，則Cl元素發生還原反應生成Cl2 ， 由于在酸性條件下反應，根據電荷守恒可知，生成物中有H+生成，根據H元素守恒，可知反應物中缺項物質為H2O，配平后離子方程式為：5Mn2++2ClO3﹣+4H2O=Cl2↑+5MnO2+8H+ ，
所以答案是：5Mn2++2ClO3﹣+4H2O=Cl2↑+5MnO2+8H+；（5）①由題意可知，Mn2+轉化為MnO2 ， 發生氧化反應，由O元素守恒可知有水參加反應，由電荷守恒可知應有H+生成，電極反應式為：Mn2+﹣2e﹣+2H2O=MnO2+4H+ ，
所以答案是：Mn2+﹣2e﹣+2H2O=MnO2+4H+；②生成氯氣發生氧化反應，在陽極產生，檢驗Cl2的操作是：將潤濕的淀粉碘化鉀試紙置于陽極附近，若試紙變藍則證明有Cl2生成，
所以答案是：將潤濕的淀粉碘化鉀試紙置于陽極附近，若試紙變藍則證明有Cl2生成；③Mn2+、Cl﹣都在陽極放電，二者為競爭關系，增大Mn2+濃度[或增大c（Mn2+）/c（Cl﹣）]，有利于Mn2+放電（不利于Cl﹣放電），
所以答案是：其它條件不變下，增大Mn2+濃度[或增大c（Mn2+）/c（Cl﹣）]，有利于Mn2+放電（不利于Cl﹣放電）．