[题目]某化学小组在实验室模拟用软锰矿(主要成分.杂质为铁及铜的化合物等)制备高纯碳酸锰.过程如下:①缓慢向烧瓶中通入过量混合气进行“浸锰操作.主要反应原理为: (铁浸出后.过量的会将还原为)②向“浸锰结束后的烧瓶中加入一定量纯粉末.③再用溶液调节pH为3.5左右.过滤.④调节滤液pH为6.5-7.2.加入.有浅红色沉淀生成.过滤.洗涤.� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】某化学小组在实验室模拟用软锰矿（主要成分，杂质为铁及铜的化合物等）制备高纯碳酸锰，过程如下（部分操作和条件略）：

①缓慢向烧瓶中（见上图）通入过量混合气进行“浸锰”操作，主要反应原理为：（铁浸出后，过量的会将还原为）

②向“浸锰”结束后的烧瓶中加入一定量纯粉末。

③再用溶液调节pH为3.5左右，过滤。

④调节滤液pH为6.5-7.2，加入，有浅红色沉淀生成，过滤、洗涤、干燥，得到高纯碳酸锰。

（1）“浸锰”反应中往往有副产物的生成，温度对“浸锰”反应的影响如下图，为减少的生成，“浸锰”的适宜温度是___________。

图1 温度对锰浸出率的影响图2 浸锰温度与生成率的关系

（2）查阅表1，③中调pH为3.5时沉淀的主要成分是________。②中加入一定量纯粉末的主要作用是_________，相应反应的离子方程式为_______。

表1：生成相应氢氧化物的pH

物质
开始沉淀pH	2.7	7.6	8.3	4.7
完全沉淀pH	3.7	9.6	9.8	6.7

（3）③中所得的滤液中含有，可添加过量的难溶电解质MnS除去，经过滤，得到纯净的。用平衡移动原理解释加入MnS的作用__________。

（4）④中加入后发生反应的离子方程式是__________。

【答案】 150℃（或150℃以上）将氧化为，将过量的氧化除去，生成的比更难溶，促进MnS不断溶解，平衡右移，使除去

【解析】（1）从图中得到150℃以上，副产物就不会生成了，同时锰的浸出率也是接近100%，所以选择150℃（或150℃以上）。

（2）根据表中数据，pH=3.5时，得到的主要是氢氧化铁沉淀，所以上一步中加入MnO2的目的是为了氧化亚铁离子（题目中说：铁浸出后，过量的会将还原为）。反应为：，考虑到题目认为得到亚铁离子是因为二氧化硫过量，所以加入的二氧化锰也可以将过量的二氧化硫氧化，反应为：。

（3）MnS投入水中的沉淀溶解平衡为：，溶液中的铜离子会结合硫离子形成CuS沉淀，从而使反应平衡不断向右移动，将MnS沉淀转化为CuS沉淀，再经过滤就可以达到除去Cu2+的目的。当然能进行如上转化的前提是：CuS的溶解度更小。

（4）加入碳酸氢铵生成碳酸锰沉淀，则Mn2+结合了碳酸氢根电离的碳酸根离子，即使电离平衡：HCO3－H+ + CO32－，正向移动，电离的H+再结合HCO3-得到CO2，方程式为：

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