Question

【题目】MnCO3可用作电器元件材料，也可作为瓷釉、颜料的制作原料。工业上用酸性含锰废水(主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+)制备MnCO3：

已知：几种金属离子沉淀的pH如下表。

金属离子	Fe2+	Fe3+	Cu2+	Mn2+
开始沉淀的pH	7.5	3.2	5.2	8.8
完全沉淀的pH	9.7	3.7	6.4	10.4

回答下列问题：

（1）①中加入过量MnO2的作用是___，滤渣W的成分是___。

（2）过程③中，调pH的目的是___。

（3）过程④中有CO2生成，则生成MnCO3的离子方程式是___。

（4）过程④中得到纯净MnCO3的操作方法是___，该过程中副产品的化学式是___。

（5）MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图所示。则300℃时，剩余固体中n(Mn)∶n(O)为___；图中点D对应固体的成分为___(填化学式)。

Answer 1

【答案】将Fe2+氧化为Fe3+ Fe(OH)3和MnO2 使Cu2+完全沉淀为Cu(OH)2 Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O 过滤、洗涤、干燥 NH4Cl 1∶2 Mn3O4和MnO

【解析】

⑴在过程①中，MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+，过量的MnO2也以固体形式存在，通过调节溶液pH值将铁离子沉淀。

⑵过程③中，调pH是将Cu2+转化为沉淀除去。

⑶过程④中主要是Mn2+与HCO3－反应生成CO2和碳酸锰。

⑷过程④中得到纯净MnCO3的操作方法是过滤、洗涤、干燥，根据离子守恒因此得到还有副产物。

⑸根据分解后得到的产物质量进行计算。

⑴在过程①中，MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+，在过程②中，向溶液中加入氨水，调节溶液的pH=3.7，这时溶液中的Fe3+会形成Fe(OH)3沉淀，过量的MnO2也以固体形式存在，故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；Fe(OH)3和MnO2。

⑵过程③中，调pH是将Cu2+转化为沉淀除去，故答案为：使Cu2+完全沉淀为Cu(OH)2。

⑶过程④中，反应会有CO2生成，故反应的离子方程式为Mn2++2HCO3－=MnCO3↓ + CO2↑ +H2O，故答案为：Mn2++2HCO3－=MnCO3↓ + CO2↑ +H2O。

⑷过程④中得到纯净MnCO3的操作方法是过滤、洗涤、干燥，实验流程中，氯离子未除去，加入铵根离子，则副产品为NH4Cl，故答案为：过滤、洗涤、干燥；NH4Cl。

⑸设MnCO3的物质的量为1mol，则其质量为115g，A点剩余固体质量为115g×75.65% ≈ 87g，减少的质量为115g-87g=28g，可知MnCO3失去的组成为CO，故剩余固体的成分为MnO2，n(Mn)∶n(O)为1∶2。C点剩余固体质量为115g×61.74%≈71g，根据锰元素守恒知m(Mn)=55g，则m(O)=71g-55g=16g，则n(Mn)∶n(O)=∶=1∶1，故剩余固体的成分为MnO；同理可求出B点剩余固体的成分为Mn3O4，因D点介于B、C之间，故D点对应固体的成分为Mn3O4与MnO的混合物。