Question

【题目】以软锰矿粉（主要含MnO2，还有少量Fe2O3）为原料制取MnCO3的流程如图1．

（1）“酸浸”时发生的反应有2FeSO4+MnO2+2H2SO4＝_____+MnSO4+2H2O和_____。

（2）“过滤Ⅰ”所得滤渣的主要成分是_____。

（3）“沉锰”时测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间t的关系如图2，反应要控制pH＝_____，其理由是_____、_____。

（4）“过滤Ⅱ”所得滤液中溶质的主要成分是_____。

（5）为测定某软锰矿中MnO2的质量分数，称取2.0 g软锰矿样品，加入3.35 g草酸钠（Na2C2O4）固体，再加足量稀硫酸（杂质不参加反应），充分反应后，过量的Na2C2O4用31.6 g/L KMnO4溶液进行反应，当滴入10.0 mL KMnO4溶液时恰好完全反应。

已知：①MnO2+Na2C2O4+2H2SO4＝MnSO4 +2CO2↑+2H2O+Na2SO4　；②2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4＝2MnSO4+5Na2SO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O．

求该软锰矿中MnO2的质量分数。_____（相对分子质量：KMnO4 158；Na2C2O4 134；MnO2 87）

Answer 1

【答案】Fe2（SO4）3 Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O Fe（OH）3 7 时间相同时，MnCO3的产率最高 MnCO3产率相同时，所需时间最短；（或者简单答成：产率高、速度快） （NH4）2 SO4 87%

【解析】

（1）由于软锰矿粉（主要含MnO2，还有少量Fe2O3），所以“酸浸”时发生的反应是氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，以及硫酸亚铁和二氧化锰以及硫酸反应生成硫酸铁和硫酸镁以及水，对应的化学方程式为：2FeSO4+MnO2+2H2SO4＝Fe2（SO4）3+MnSO4+2H2O和 Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O。

（2）由于后续得到的是含锰化合物，所以过滤操作中分离出的应该是含铁化合物，而过程是和氨水反应得到且酸浸过程中生成的是三价铁的化合物，所以“过滤Ⅰ”所得滤渣的主要成分是难溶性的 Fe（OH）3。

（3）根据“沉锰”时测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间t的关系图，可知反应要控制pH＝7，其理由是 时间相同时，MnCO3的产率最高、MnCO3产率相同时，所需时间最短。

（4）过滤II前是硫酸锰和碳酸氢铵反应生成碳酸锰和溶液，根据质量守恒定律，可知溶液的成分为硫酸铵，所以“过滤Ⅱ”所得滤液中溶质的主要成分是 （NH4）2SO4。

（5）当滴入10.0 mL KMnO4溶液时恰好完全反应，则消耗的高锰酸钾的质量为31.6 g/L×10.0 mL×1L/1000mL＝0.316g

设与高锰酸钾反应的草酸钠的质量为x

x＝0.67g

则与二氧化锰反应的草酸钠的质量为3.35g﹣0.67g＝2.68g

设该软锰矿中MnO2的质量分数为y

y＝87%

故答案为：

（1）Fe2（SO4）3；Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O；（2）Fe（OH）3；（3）7； 时间相同时，MnCO3的产率最高； MnCO3产率相同时，所需时间最短；（或者简单答成：产率高、速度快）；（4）（NH4）2 SO4；（5）87%。