Question

【题目】工业上用菱锰矿（MnCO3）[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等杂质]为原料制取二氧化锰，其流程示意图如下：

已知生成氢氧化物沉淀的pH：

	Mn(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Cu(OH)2
开始沉淀时	8.3	6.3	2.7	4.7
完全沉淀时	9.8	8.3	3.7	6.7

注：金属离子的起始浓度为0.1mol/L

回答下列问题：

（1）含杂质的菱锰矿使用前需将其粉碎，主要目的是_____________；盐酸溶解MnCO3的离子方程式为___________；

（2）向溶液1中加入双氧水，反应的离子方程式是 ______________________________；

（3）滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS，以除去Cu2+，反应的离子方程式为_______________；

（4）将MnCl2转化为MnO2的一种方法是氧化法，其具体做法是用酸化的NaClO3溶液将MnCl2氧化，该反应的离子方程式：5Mn2+ + 2ClO3- + ____ =______+ ____+ ____。

Answer 1

【答案】增大接触面积，加快反应速率 MnCO3 + 2H+ =Mn2+ + CO2 ↑+H2O 2Fe2+ + H2O2 + 4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+ MnS + Cu2+ =CuS + Mn2+ 4H2O 5MnO2 Cl2 ↑ 8H+

【解析】

菱锰矿中加入过量的盐酸，SiO2不溶于盐酸，进入滤渣1，MnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3和盐酸反应生成MnCl2、FeCl2和CuCl2，在滤液1中。加入生石灰调节pH=4，再加入双氧水，把Fe2+氧化为Fe3+，在pH=4的溶液中Fe3+完全沉淀为Fe(OH)3而除去。向滤液中加入MnS，把铜离子沉淀除去。滤液经处理，最后得到MnO2。

（1）粉碎菱锰矿的主要目的是增大接触面积，加快反应速率；盐酸和MnCO3发生复分解反应，离子方程式为MnCO3 + 2H+ =Mn2+ + CO2 ↑+H2O。故答案为：增大接触面积，加快反应速率，MnCO3 + 2H+ =Mn2+ + CO2 ↑+H2O；

（2）向溶液1中加入双氧水的目的是把Fe2+氧化为Fe3+，在PH=4的溶液中Fe3+完全沉淀为Fe(OH)3，反应的离子方程式是2Fe2+ + H2O2 + 4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+；

（3）滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS，以除去Cu2+，发生沉淀的转化，反应的离子方程式为MnS + Cu2+ =CuS + Mn2+；

（4）用酸化的NaClO3溶液将MnCl2转化为MnO2，5molMn2+转化为MnO2失去10mol电子，2mol ClO3-也应得到10mol电子，所以ClO3-的还原产物中Cl的化合价为0价，即为Cl2。再根据电荷守恒和溶液呈酸性，需要生成H+，最后根据质量守恒，反应中有水参加。配平的离子方程式为：5Mn2+ + 2ClO3- + 4H2O=5MnO2+Cl2 ↑+8H+。故答案为：4H2O，5MnO2，Cl2 ↑，8H+。