[题目]磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一.磁性材料广泛用于电子信息.军事技术等领域.碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体.工业上用氯化铵焙烧菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:已知:①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3.还含少量Fe.Al.Ca.Mg等元素.②相关金属Mn+离子c(Mn+) ═ 0.1 mol L -1形成M(OH) n沉� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上用氯化铵焙烧菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：

已知：①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。

②相关金属Mn+离子c(Mn+) ═ 0.1 mol L -1形成M(OH) n沉淀的pH范围如下：

金属离子	Fe3+	Al3+	Fe2+	Mg2+	Ca2+	Mn2+
开始沉淀的pH	1.5	3.8	6.3	9.6	10.6	8.8
沉淀完全的pH	2.8	5.2	8.3	11.6	12.6	10.8

回答下列问题：

（1）“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_____________________________。

（2）浸出液“净化除杂”过程如下：①加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+；②调节溶液pH，将Al3+、Fe3+变为沉淀除去，调节pH范围为__________③加入NH4F将___________离子(填离子符号)沉淀除去。

（3）碳化结晶时，反应的离子方程式为_____________________________________。

（4）碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液可能的原因是________________。流程中能循环利用的物质除了氯化铵之外还有____________。

（5）测定碳酸锰产品的纯度。

称取0.5000 g碳酸锰产品于锥形瓶中，加25.00 mL磷酸，加热，碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-，冷却至室温。加水稀释至100 mL，滴加2～3滴指示剂，然后用浓度为0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定（反应为：[Mn(PO4)2]3- +Fe2+ ═Mn2+ +Fe3++2PO43-）。重复操作3次，记录数据如下表：

滴定次数	0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数（mL）
滴定次数	滴定前	滴定后
1	0.10	20.20
2	1.32	21.32
3	1.05	20.95

则产品的纯度=__________，若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡，则测得的碳酸锰粗产品的纯度_______(填“偏高”“ 偏低”或“无影响”)。

【答案】MnCO3＋2NH4ClMnCl2＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O 5.2≤pH<8.8 Ca2+、Mg2+ Mn2＋＋2HCO3－MnCO3＋CO2↑＋H2O 碳酸根离子水解程度大，碳酸铵溶液中c(OH-)较大，易产生Mn(OH)2沉淀 CO2 92.00% 偏低

【解析】

（1）“焙烧”时, MnCO3与NH4Cl反应，生成MnCl2等。

（2）让Al3+、Fe3+完全沉淀，pH>5.2，不让Mn2+生成沉淀，pH<8.8；③加入NH4F，将Ca2+、Mg2+离子沉淀除去。

（3）碳化结晶时，Mn2＋与HCO3－在加热条件下反应，生成MnCO3等。

（4）碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液，主要是防止生成Mn(OH)2沉淀。流程中能循环利用的物质除了氯化铵之外还有CO2。

（5）三次滴定，硫酸亚铁铵标准溶液的平均体积为20.00mL，由反应式可以建立以下关系式：MnCO3——[Mn(PO4)2]3- ——[(NH4)2Fe(SO4)2]，n(MnCO3)=n(FeSO4)= 0.2000 mol·L-1×0.02L=0.004mol，产品的纯度为。若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡，则标准液消耗体积的读数偏小，由此可确定测得的碳酸锰粗产品的纯度变化。

（1）“焙烧”时，反应的方程式为MnCO3＋2NH4ClMnCl2＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O。答案为：MnCO3＋2NH4ClMnCl2＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O；

（2）让Al3+、Fe3+完全沉淀，pH>5.2，不让Mn2+生成沉淀，pH<8.8；③加入NH4F，让将Ca2+、Mg2+离子沉淀除去。答案为：5.2≤pH<8.8；Ca2+、Mg2+；

（3）碳化结晶时，Mn2＋与HCO3－在加热条件下反应，生成MnCO3等，反应的离子方程式为Mn2＋＋2HCO3－MnCO3＋CO2↑＋H2O。答案为：Mn2＋＋2HCO3－MnCO3＋CO2↑＋H2O；

（4）碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液，主要是防止碳酸根离子水解程度大，碳酸铵溶液中c(OH-)较大，易产生Mn(OH)2沉淀。流程中能循环利用的物质除了氯化铵之外还有CO2。答案为：碳酸根离子水解程度大，碳酸铵溶液中c(OH-)较大，易产生Mn(OH)2沉淀；CO2；

（5）三次滴定，硫酸亚铁铵标准溶液的平均体积为20.00mL，由反应式可以建立以下关系式：MnCO3——[Mn(PO4)2]3- ——[(NH4)2Fe(SO4)2]，n(MnCO3)=n(FeSO4)= 0.2000 mol·L-1×0.02L=0.004mol，产品的纯度为= 92.00%。答案为：92.00%；若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡，则标准液消耗体积的读数偏小，测得的碳酸锰粗产品的纯度偏低。答案为：偏低。