Question

【题目】以软锰矿粉(主要含MnO2,还含有少量的Fe2O3、Al2O3等杂质)为原料制取高纯MnO2的流程如下:

(1)酸浸时所发生主要反应的离子方程式为_____________。

(2)酸浸时加入一定体积的硫酸,硫酸浓度不能过小或过大。当硫酸浓度偏小时,酸浸时会有红褐色渣出现,原因是_______。硫酸浓度不能过大的原因是_____________。

(3)过滤Ⅱ所得滤渣为MnCO3,滤液中溶质的主要成分是_____。

(4)焙烧MnCO3的装置如下图所示:

①焙烧时所发生反应的化学方程式为__________。

②焙烧一定时间后需转动石英管,目的是_____。

Answer 1

【答案】 2Fe2++MnO2+4H+2Fe3++Mn2++2H2O 生成的Fe3+水解得到Fe(OH)3沉淀 用氨水沉淀杂质金属离子时会消耗过多的氨水,造成原料的浪费 (NH4)2SO4 2MnCO3+O22MnO2+2CO2 使得MnCO3能充分反应,提高MnCO3的转化率

【解析】软锰矿粉(主要含MnO2，还含有少量的Fe2O3、Al2O3等杂质)酸浸时，Fe2O3、Al2O3被硫酸溶解生成硫酸铁和硫酸铝，二氧化锰与硫酸亚铁在硫酸作用下发生氧化还原反应生成硫酸锰和硫酸铁；加入氨水调节pH，使铝离子和亚铁离子沉淀除去，在滤液中加入碳酸氢铵，沉淀锰离子，然后在空气中焙烧碳酸锰得到二氧化锰。

(1)酸浸时所发生主要反应是二氧化锰被硫酸亚铁还原，反应的离子方程式为2Fe2++ MnO2+4H+=2Fe3++ Mn2++2H2O，故答案为：2Fe2++ MnO2+4H+=2Fe3++ Mn2++2H2O；

(2)酸浸时加入一定体积的硫酸，硫酸浓度不能过小或过大。当硫酸浓度偏小时，铁离子水解程度较大，会有红褐色氢氧化铁沉淀出现；硫酸浓度过大，用氨水沉淀杂质金属离子时会消耗过多的氨水，造成原料的浪费，故答案为：生成的Fe3+水解得到Fe(OH)3沉淀；用氨水沉淀杂质金属离子时会消耗过多的氨水，造成原料的浪费；

(3)过滤II所得滤渣为MnCO3，滤液中主要含有(NH4)2SO4，故答案为：(NH4)2SO4；

(4)①在空气中焙烧碳酸锰生成二氧化锰，反应的化学方程式为2MnCO3+O22MnO2+2CO2，故答案为：2MnCO3+O22MnO2+2CO2；

②焙烧一定时间后需转动石英管，可以使得MnCO3能充分反应，提高MnCO3的转化率，故答案为：使得MnCO3能充分反应，提高MnCO3的转化率。