Question

【题目】工业上以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下图所示：

（1）“过滤Ⅰ”所得“滤渣Ⅰ”的主要成分为_________(填化学式)。

（2）“氧化”过程中除了发生MnO2与SO2的反应外，还发生另一氧化还原反应，写出该反应的离子方程式______________________________________________________________。

（3）“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图所示，为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是____________________________________。

（4）向“过滤Ⅱ”所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度控制在30～35 ℃，温度不宜太高的原因是_________________________________________________________________。

（5）加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有CO2气体生成，写出反应的离子方程式：_____________________________________________________________________。

（6）生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验沉淀是否洗涤干净的方法是___________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】SiO2 2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O 90℃ 防止NH4HCO3受热分解，提高原料的利用率 Mn2＋＋2HCO3-===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O 取1～2mL最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净

【解析】

软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰（MnCO3）：由流程可以知道软锰矿形成矿浆，通入足量的SO2，发生反应，MnO2+SO2=MnSO4，Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42-+H2O，SiO2不反应,过滤,滤渣I为，滤液含有Mn2+、Fe2+，加入二氧化锰氧化亚铁离子，反应为：2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O，调节pH，沉淀铁离子，过滤，滤渣II为氢氧化铁，向滤液中加入碳酸氢铵溶液，生成MnCO3沉淀，过滤得到的滤渣中主要含有MnCO3，反应为：Mn2＋＋2HCO3-===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O，通过洗涤、烘干得到MnCO3晶体，据此分析解答。

(1)软锰矿形成矿浆，通入足量的SO2，MnO2、Fe2O3与O2反应生成Mn2+、Fe2+，SiO2不反应，过滤，滤渣I为SiO2，

因此，本题正确答案是：SiO2；
(2) 加入二氧化锰氧化亚铁离子，反应为：2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O，
因此，本题正确答案是：2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O；
(3)由图可以知道，90℃时，MnS2O6的生成率低，锰浸出率高，温度再高，变化不大，则“浸锰”的适宜温度是90℃，
因此，本题正确答案是：90℃；
(4) NH4HCO3受热易分解，温度不宜太高，防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率，
因此，本题正确答案是：防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率；
(5) Mn2+的滤液中加入NH4HCO3溶液后，发生彻底的双水解，生成MnCO3沉淀和二氧化碳，反应为：Mn2＋＋2HCO3-===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O；
因此，本题正确答案是：Mn2＋＋2HCO3-===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O；
(6)生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，若未洗涤干净，洗涤液中含有硫酸根离子，故检验洗涤液中是否含有硫酸根即可，方法为：取1～2mL最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净，
因此，本题正确答案是: ：取1～2mL最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净。