Question

【题目】工业上以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下：

(1)过滤Ⅰ所得滤渣Ⅰ的主要成分为_________(填化学式)。

(2)“氧化”过程中除了发生MnO2与SO2的反应外，还发生另一氧化还原反应，写出该反应的离子方程式：__________________________。

(3)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如右图所示，为减少 MnS2O6 的生成，“浸锰”的适宜温度是_______。

(4)向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3 溶液时温度控制在30-35℃，温度不宜太高的原因是_______。

(5)加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有CO2气体生成，写出反应的离子方程式：_____________。

(6)生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是______________。

Answer 1

【答案】SiO2 2Fe2++MnO2+4H+2Fe3++Mn2++2H2O 90℃ 防止NH4HCO3受热分解，提高原料的利用率 Mn2++2HCO3—=MnCO3↓+CO2↑+H2O 取1-2mL最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明洗涤干净

【解析】

向软锰矿中通入过量的二氧化硫浸锰，酸性条件下，利用二氧化硫的还原性将二氧化锰、氧化铁粉末还原为硫酸锰和硫酸亚铁，过滤，滤渣Ⅰ为二氧化硅，向滤液中加入过量的二氧化锰，过量的二氧化硫和二氧化锰反应生成硫酸锰。将亚铁离子氧化为铁离子，调节pH=3.7，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤，滤渣Ⅱ为氢氧化铁和二氧化锰，滤液为硫酸锰溶液，向滤液中加入少量的碳酸氢铵溶液，发生反应Mn2++2HCO3—=MnCO3↓+CO2↑+H2O，过滤，洗涤，干燥，得碳酸锰。

向软锰矿中通入过量的二氧化硫浸锰，酸性条件下，利用二氧化硫的还原性将二氧化锰，氧化铁粉末还原为硫酸锰和硫酸亚铁，过滤，滤渣Ⅰ为二氧化硅，向滤液中加入过量的二氧化锰，过量的二氧化硫和二氧化锰反应生成硫酸锰。将亚铁离子氧化为铁离子，调节pH=3.7，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤，滤渣Ⅱ为氢氧化铁和二氧化锰，滤液为硫酸锰溶液，向滤液中加入少量的碳酸氢铵溶液，发生反应Mn2++2HCO3—=MnCO3↓+CO2↑+H2O，过滤，洗涤，干燥，得碳酸锰。

(1) 过滤，滤渣Ⅰ为SiO2；

(2)亚铁离子被二氧化锰氧化生成铁离子，离子方程式为：2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；

(3)分析图象可知温度在90℃以后MnS2O6的生成率较低，锰的浸出率较高，且温度较低节约能源，故浸锰的适宜温度为90℃；

(4)铵盐受热分解，向过滤所得的滤液中加入碳酸氢铵溶液，温度控制在30-35℃的原因是防止NH4HCO3受热分解，提高原料的利用率；

(5)硫酸锰和碳酸氢铵溶液反应生成碳酸锰沉淀和二氧化碳和水，离子方程式为：Mn2++2HCO3—=MnCO3↓+CO2↑+H2O；

(6)生成的碳酸锰沉淀表面有硫酸根离子等杂质离子，检验沉淀是否洗涤干净可检验最后一次洗涤液中是否含有硫酸根离子，方法是取1-2mL最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明洗涤干净。