Question

【题目】Mn(H2PO4)2·2H2O是一种白色晶体，易溶于水，常用于机械设备的磷化处理。以软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量的Fe2O3、FeO和Al2O3)为原料制备Mn(H2PO4)2·2H2O的流程如图：

（1）软锰矿要先制成矿浆的目的是__，葡萄糖(C6H12O6)与MnO2反应时，产物为MnSO4、CO2和H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__。

（2）用H2O2溶液“氧化”时发生反应的离子方程式为：__。

（3）已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表，“调pH并过滤”时，应调整的pH范围为__，滤渣1的主要成分为__(填化学式)。

金属离子	开始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Fe3+	1.8	3.2
Al3+	3.0	5.0
Fe2+	5.8	8.8
Mn2+	7.8	9.8

（4）加入磷酸后发生反应的化学方程式为__。

（5）某工厂用上述流程制备Mn(H2PO4)2·2H2O，已知软锰矿中MnO2的含量为87%，整个流程中锰元素的损耗率为9%，则1吨该软锰矿可制得Mn(H2PO4)2·2H2O__t。

Answer 1

【答案】增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率 12：1 2Fe2+＋H2O2＋2H+=2Fe3+＋2H2O 5.0～7.8 Fe(OH)3和Al(OH)3 MnCO3＋2H3PO4=Mn(H2PO4)2＋CO2↑＋H2O 2.59(或2.5935)

【解析】

(1)液态可以增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；根据化合价升降守恒，可算氧化剂与还原剂的物质的量之比；

(2)用H2O2溶液氧化溶液中的亚铁离子得2Fe3+；

(3)根据几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH进行分析；

(4)碳酸钠与硫酸锰反应生成碳酸锰，加入磷酸使碳酸锰生成Mn(H2PO4)2；

(5)根据质量守恒，可以算出答案。

(1)软锰矿要先制成矿浆，可以增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；葡萄糖(C6H12O6)与MnO2反应时，产物为MnSO4、CO2和H2O，反应中MnO2中Mn的化合价由＋4价变成＋2价，是氧化剂，化合价变化2，葡萄糖是还原剂，其中C元素的化合价由0价变成＋4价，化合价变化4×6＝24，根据化合价升降守恒，氧化剂与还原剂的物质的量之比为12：1，故答案为：增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；12:1；

(2)用H2O2溶液氧化溶液中的亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe2+＋H2O2＋2H+=2Fe3+＋2H2O，故答案为：2Fe2+＋H2O2＋2H+=2Fe3+＋2H2O；

(3)根据几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH，“调pH并过滤”时，调整pH的目的是沉淀铁离子和铝离子，但不能使锰离子沉淀，pH范围为5.0～7.8，滤渣1的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3，故答案为：5.0~7.8；Fe(OH)3和Al(OH)3；

(4)碳酸钠与硫酸锰反应生成碳酸锰，加入磷酸使碳酸锰生成Mn(H2PO4)2，反应的化学方程式为MnCO3＋2H3PO4=Mn(H2PO4)2＋CO2↑＋H2O，故答案为：MnCO3＋2H3PO4=Mn(H2PO4)2＋CO2↑＋H2O；

(5)根据MnO2　～　Mn(H2PO4)2·2H2O

87 285

1t×87%×(1－9%)　m[Mn(H2PO4)2·2H2O]

则=

解得m[Mn(H2PO4)2·2H2O]≈2.59t，故答案为：2.59。