题目内容
【题目】氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：
已知：①菱锰矿石主要成分是
，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素；
②相关金属离子
形成氯氧化物沉淀时的pH如下：
金属离子 | Al3+ | Fe3+ | Fe2+ | Ca2+ | Mn2+ | Mg2+ |
开始沉淀的pH | 3.8 | 1.5 | 6.3 | 10.6 | 8.8 | 9.6 |
沉淀完全的pH | 5.2 | 2.8 | 8.3 | 12.6 | 10.8 | 11.6 |
③常温下， 
的溶度积分别为
回答下列问题：
(1)“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为_____________________。
(2)分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是：
焙烧温度_________，氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为__________，焙烧时间为___________.
(3)浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入
氧化为
，反应的离子方程式为________；然后调节溶液pH使
沉淀完全，此时溶液的pH范围为____。再加入
沉淀
，当
时， 
=______
(4)碳化结晶时，发生反应的离子方程式为___________。
(5)流程中能循环利用的固态物质是____________。
【答案】MnCO3+2NH4Cl
MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O 500℃ 1.10 60min MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O 5.2≤pH<8.8 5×10-6 Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O NH4Cl
【解析】
(1)根据工艺流程图知“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为：MnCO3+2NH4Cl
MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O；
(2)根据图示锰浸出率比较高，焙烧菱镁矿的最佳条件是：焙烧温度500℃；氯化铵与菱镁矿粉的质量比为1.10；焙烧时间为60min；
(3)二氧化锰具有氧化性，可以氧化亚铁离子，而二氧化锰被还原为锰离子，反应的离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；根据题干信息知pH在5.2时Al3+沉淀完全，pH在8.8时，Mn2+开始沉淀，所以将Fe3+、Al3+沉淀完全，可以调整pH范围在5.2≤pH<8.8；根据 
的溶度积计算得：c2(F-)=
，c(Mg2+)=
mol/L；
(4)根据流程图知碳化结晶时，发生反应的离子方程式为：Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O；
(5)流程图可以看出能循环利用的固态物质是NH4Cl。
