Question

【題目】MnCO3可用于制備活性電極材料MnO2。以菱錳礦（含MnCO3、SiO2、FeCO3和少量Al2O3等）為原料制備碳酸錳粗產品的流程如下：

已知：①常溫下，Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10－38，Ksp[Al(OH)3]=4.0×10－34。

②氫氧化物沉淀的條件：Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分別為4.6、3.4；Mn2+開始沉淀的pH為8.1。

（1）“酸浸”過程中不能用濃鹽酸替代硫酸，原因是_________________________________。

（2）用離子方程式表示“氧化”過程中加MnO2的目的：______________________________。

（3）“調pH”時，向含有硫酸鐵和硫酸鋁的混合溶液中滴加氫氧化鈉溶液至兩種沉淀共存，當c(Fe3+)=1.0×10－5mol·L－1時，c(Al3+)=______________mol·L－1。

（4）①“沉錳”過程中，反應的離子方程式為__________________________________。

②“沉錳”過程中沉錳速率與溫度的關系如圖所示。

當溫度高于60℃時，沉錳速率隨著溫度升高而減慢的原因可能是___________________。

（5）從濾液3中可分離出一種不含碳元素的氮肥，它的化學式為___________________。

Answer 1

【答案】 后續“氧化”過程中加入的二氧化錳會氧化濃鹽酸 MnO2＋2Fe2+＋4H+===Mn2+＋2Fe3+＋2H2O 0.05 Mn2+＋2HCO3－===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O 溫度過高時碳酸氫銨的分解速率顯著加快，沉錳速率隨碳酸氫銨濃度的減小而減慢 (NH4)2SO4

【解析】（1）濃鹽酸具有還原性，后續“氧化”過程中會加入二氧化錳，二氧化錳可以氧化濃鹽酸，因此“酸浸”過程中不能用濃鹽酸替代硫酸；（2）在強酸性條件下，MnO2將Fe2+氧化為更容易轉化為氫氧化物沉淀的Fe3+：MnO2＋2Fe2+＋4H+=Mn2+＋2Fe3+＋2H2O；（3）當Fe(OH)3和Al(OH)3兩種沉淀共存時，有Fe3++ Al (OH)3＝Al3++Fe(OH)3，故c(Al3+)＝＝＝0.05 mol·L-1；（4）①沉錳過程中有MnCO3沉淀和CO2氣體生成，故反應的離子方程式為Mn2+＋2HCO3-=MnCO3↓＋CO2↑＋H2O；②溫度高于60 ℃時，繼續升溫，碳酸氫銨的分解速率顯著加快，沉錳速率隨碳酸氫銨濃度的減小而減慢；（5）“酸浸”時引入了SO42－，“沉錳”時引入了NH4＋，故濾液3中可分離出的一種不含碳元素的氮肥是(NH4)2SO4。