Question

【题目】某菱锰矿的主要成分为MnCO3，还含有少量的FeCO3、CaCO3、MgCO3、Al2O3以及一些不反应的不溶性杂质，工业上以菱锰矿为原料制备高纯度碳酸锰的流程如图所示：

已知：MnCO3+2NH4ClMnCl2+CO2↑+2NH3↑+H2O

相关金属离子[c0(Xn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子	Mn2+	Fe2+	Ca2+	Mg2+	Al3+	Fe3+
开始沉淀时的pH	8.1	6.3	10.6	8.9	3.4	1.5
完全沉淀时的pH	10.1	8.3	13.1	10.9	4.7	2.8

（1）焙烧炉中生成的气体A的成分有__（填化学式）。

（2）气体A可用于制取纯碱，其制取过程如图所示：

反应槽中有沉淀产生，该沉淀是__（填化学式），生成该沉淀的离子反应方程式为___，气体B的化学式为___。

（3）净化室中的除杂包含三步：

①加入少量MnO2将Fe2+转化为Fe3+，其反应的离子方程式为___；

②加氨水调pH=5.6，生成的沉淀的化学式是__；

③加入适量NH4F，将作为杂质的剩余金属阳离子转化为难溶于水的沉淀除去。

（4）净化液中含有的离子主要有__。

Answer 1

【答案】CO2、NH3和H2O NaHCO3 Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4+ CO2 4H++MnO2+2Fe2+=2Fe3++Mn2++2H2O Al(OH)3和Fe(OH)3 Mn2+、NH4+、Cl-

【解析】

（1）根据已知条件，菱锰矿经氯化铵混合焙烧之后生成CO2和NH3气体，又因反应体系温度过高，水以蒸汽的形式存在，故气体A主要含有CO2、NH3、H2O；

（2）将气体通入NaCl溶液中为侯氏制碱法的方程式，反应方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓，离子方程为：Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4+，故反应槽中的沉淀为NaHCO3，将固体进入分解室加热，NaHCO3受热分解，生成Na2CO3和CO2，故气体B为CO2；

（3）①向溶液中加入MnO2，在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+，方程式为4H++MnO2+2Fe2+=2Fe3++Mn2++2H2O；

②加氨水调节溶液pH，当pH大于离子开始沉淀pH时，这种离子开始生成沉淀，故沉淀为Al(OH)3和Fe(OH)3；

（4）浸取液进入净化室后，调节pH至5.6保证Fe3+、Al3+除尽，加入NH4F将Ca2+、Mg2+除尽，此时溶液中含有的阳离子为Mn2+和NH4+，阴离子为Cl-。