Question

【題目】利用酸性含錳廢水（主要含Mn2+、Cl﹣、H+、Fe2+、Cu2+）可制備高性能磁性材料（MnCO3）及純凈的氯化銅晶體（CuCl22H2O）．工業流程如圖：

已知：幾種金屬離子沉淀的pH如表

金屬離子	Fe2+	Fe3+	Cu2+	Mn2+
開始沉淀的pH	7.5	3.2	5.2	8.8
完全沉淀的pH	9.7	3.7	6.4	10.4

回答下列問題：
（1）過程①中，MnO2在酸性條件下可將Fe2+氧化為Fe3+ ， 反應的離子方程式為
（2）過程②中，所得濾渣W的成分是 ．
（3）過程③中，調pH=6.4目的是 ．
（4）過程④中，若生成的氣體J可使澄清的石灰水變渾濁，則生成MnCO3反應的離子方程式是 ．
（5）將濾渣Q溶解在過量的鹽酸中，經過 ， 過濾、洗滌、低溫烘
（6）過程④中，298K、c（Mn2+）為1.05mol/L時，實驗測得MnCO3的產率與溶液pH、反應時間關系如圖據圖中信息，你選擇的最佳pH是；理由是 ．

（7）從濾液C可得到的副產品是（填化學式）．

Answer 1

【答案】
（1）MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
（2）Fe（OH）3和過量的MnO2
（3）使Cu2+ 完全沉淀為Cu（OH）2
（4）Mn2++2HCO3﹣=MnCO3↓+CO2↑+H2O
（5）加熱濃縮,降溫結晶
（6）7.0,pH等于7.0時反應速率最快,且MnCO3產率最高
（7）NH4Cl
【解析】解：（1）MnO2在酸性條件下可將Fe2+氧化為Fe3+，反應的離子方程式為：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；

所以答案是：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；
（2）根據流程分析可知，所得濾渣W的成分是Fe（OH）3和過量的MnO2；

所以答案是：Fe（OH）3和過量的MnO2；
（3）調pH=6.4，除去溶液中的銅離子，使Cu2+ 完全沉淀為Cu（OH）2；

所以答案是：使Cu2+ 完全沉淀為Cu（OH）2；
（4）濾液B含有Mn2+、Cl﹣，加碳酸氫銨反應生成二氧化碳氣體、碳酸錳、氯化銨、水，其反應的離子方程式為：Mn2++2HCO3﹣=MnCO3↓+CO2↑+H2O；

所以答案是：Mn2++2HCO3﹣=MnCO3↓+CO2↑+H2O；
（5）從溶液中提取溶質，要經過加熱濃縮，降溫結晶，過濾、洗滌、低溫烘干；

所以答案是：加熱濃縮，降溫結晶；
（6）從沉錳的圖象可以看出，在已給的幾個pH值條件下，pH越大得到的MnCO3的產率越高，且需要的時間越短，且在pH=7時，有更好的效果，因此結論是pH等于7.0時反應速率最快，且MnCO3的產率最高，

所以答案是：7.0；pH等于7.0時反應速率最快，且MnCO3的產率最高；
（7）得到的濾液中還有大量的銨根離子和氯離子沒有反應，因此可以制的副產品為：NH4Cl，

所以答案是：NH4Cl．