Question

（2009?湛江二模）已探明我国锰矿储量占世界第三位，但富矿仅占6.4%，每年尚需进口大量锰矿石．有人设计了把我国的贫菱锰矿（MnCO₃含量较低）转化为高品位“菱锰矿砂”（MnCO₃含量高）的绿色工艺．该工艺流程如图所示：

已知焙烧反应①的化学方程式：（NH₄）₂SO₄+MnCO₃

450℃  .

MnSO₄+2NH₃↑+CO₂↑+H₂O．
（1）写出反应②的离子方程式

Mn²⁺+2NH₃+CO₂+H₂O=2NH₄⁺+MnCO₃↓

．
（2）上述工艺流程中，可以循环利用的物质有（NH₄）₂SO₄、

NH₃

、

CO₂

．从物料平衡角度看，理论上生产过程中

不需要

（填“需要”或者“不需要”）添加（NH₄）₂SO₄．
（3）向物质的量浓度均为0.01mol?L^-1的MnCl₂和BaCl₂混合溶液中，滴加Na₂CO₃溶液，先沉淀的是

Mn²⁺

（填离子符号）；当两种沉淀共存时，溶液中

c(Ba2+)

c(Mn2+)

=

450

[K_sp（BaCO₃）=8.1×10^-9，K_sp（MnCO₃）=1.8×10^-11]．

Answer 1

分析：（1）写出反应②是锰离子与氨气、二氧化碳反应生成碳酸锰沉淀；
（2）焙烧菱锰矿得到了气体A，成分是氨气和二氧化碳，氨气和二氧化碳能够与锰离子反应生成碳酸锰，可以循环利用；由于反应后有生成了硫酸铵，所以理论上不需要添加硫酸铵；
（3）难溶物的溶度积常数越小的，该金属离子先沉淀；当两种难溶电解质共存时，碳酸锰恰好饱和，溶液中锰离子浓度和碳酸根离子浓度相等，根据碳酸锰的溶度积常数计算锰离子、碳酸根离子浓度，再根据碳酸钡溶度积常数、碳酸根离子浓度计算钡离子浓度，从而得出钡离子和锰离子浓度之比．

解答：解：（1）溶液C中的锰离子与气体A中的氨气、二氧化碳反应生成碳酸锰沉淀，反应的化学方程式为：Mn²⁺+2NH₃+CO₂+H₂O=2NH₄⁺+MnCO₃↓，
故答案啊为：Mn²⁺+2NH₃+CO₂+H₂O=2NH₄⁺+MnCO₃↓；
（2）由于焙烧菱锰矿得到了气体A，成分是氨气和二氧化碳，氨气和二氧化碳能够与锰离子反应生成碳酸锰，可以循环利用；由于反应后有生成了硫酸铵，所以理论上不需要添加硫酸铵，
故答案为：NH₃、CO₂； 不需要；
（3）碳酸钡的溶度积常数大于碳酸锰的溶度积常数，所以锰离子先沉淀；当两种难溶电解质共存时，则
c（CO₃^2-）=c（Mn²⁺）=

1.8×10-11

，溶液中c（Ba²⁺）=

8.1×10-9

1.8×10-11

：，c（Ba²⁺）：c（Mn²⁺）=

8.1×10-9

1.8×10-11

：

1.8×10-11

=450，
故答案为：Mn²⁺；450．

点评：本题考查了物质制备实验方案的流程分析和产物判断，注意合理分析题中信息，了解生产流程，根据所学知识完成，本题难度中等．