Question

【题目】软锰矿的主要成分是MnO2，还含有少量重金属化合物等杂质。黄铁矿的主要成分是FeS2，还含有硅、铝的氧化物等杂质。工业上采用同槽酸浸工艺制备碳酸锰并回收硫酸铵，其主要流程如下：

（1）为了提高浸出率，在浸取时可采取的措施有________。

A.适当升高温度 B.搅拌 C.矿石研成粉末 D.延长浸泡时间

（2）浸取完成后，取浸取液少许，加入KSCN溶液无明显现象，浸取时发生反应的离子方程式是___________________________。

（3）加入MnO2氧化发生反应的离子方程式是___________________，还可使用______代替MnO2。

（4）滤渣2主要成分的化学式是________________。

（5）50℃碳化发生的化学反应方程式是______________________。

（6）加水洗涤，检验碳酸锰产品完全洗净的方法是___________________。

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 取最后一次洗涤液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无沉淀，则已洗净。

【解析】试题分析：本题以软锰矿和黄铁矿同槽酸浸工艺制备碳酸锰并回收硫酸铵为载体，考查化工流程的分析，方程式的书写以及基本实验操作。浸取时加入硫酸，获得的滤渣1中含有S，浸取完成后，取浸取液少许，加入KSCN溶液无明显现象，说明浸取液中没有Fe3+，黄铁矿中的FeS2被氧化成S，则软锰矿中的MnO2被还原成Mn2+，浸取时的主要反应为MnO2+FeS2+4H+=Mn2++Fe2++2S+2H2O，除此之外重金属化合物、铝的氧化物溶解转化成相应的金属阳离子进入浸取液中；氧化阶段加入MnO2将Fe2+氧化成Fe3+，反应为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；加入氨水调pH为5~6的目的是将Fe3+、Al3+转化成Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀而除去；加入（NH4）2S除去重金属阳离子过滤后的滤液中主要溶质为MnSO4，由流程知碳化时生成MnCO3、CO2和（NH4）2SO4，则碳化时反应的方程式为MnSO4+2NH4HCO3MnCO3↓+CO2↑+（NH4）2SO4+H2O。

（1）为了提高浸出率，在浸取时可采取的措施有：搅拌、矿石研成粉末、适当升高温度、 延长浸泡时间，答案选ABCD。

（2）根据上述分析，浸取时发生反应的离子方程式是MnO2+FeS2+4H+=Mn2++Fe2++2S+2H2O。

（3）加入MnO2氧化发生反应的离子方程式是MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O，其中MnO2作氧化剂，为了不引进新杂质，MnO2可用H2O2代替，相应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

（4）滤渣2的主要成分的化学式是Al（OH）3、Fe（OH）3。

（5）50℃碳化发生的化学反应方程式是MnSO4+2NH4HCO3MnCO3↓+CO2↑+（NH4）2SO4+H2O。

（6）粗产品MnCO3吸附有可溶性的（NH4）2SO4，加水洗涤MnCO3上吸附的（NH4）2SO4，要证明MnCO3产品完全洗净，即检验洗涤液中不含（NH4）2SO4，方法是：取最后一次洗涤液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀，则已洗净。

解题步骤	解题策略
首尾呼应、找出主线	（1）对照原料和产品，确定核心反应和辅料 （2）依核心反应，明确流程主线、支线和除杂任务
分段剖析、明析细节	（3）以核心原料为准，把流程划分为原料预处理、核心反应和产品分离提纯三个阶段 （4）依箭头指向，分析每一环节中物质流入和流出的意义、控制反应条件的作用，融通对流程的整体分析
破解答案	（5）变换角度：从基本理论、绿色化学观点、经济角度、安全生产等多角度答题；对棘手问题不忘尝试从题给信息中寻找答案