Question

【題目】工業上用菱錳礦（MnCO3）[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等雜質]為原料制取二氧化錳，其流程示意圖如下：

已知生成氫氧化物沉淀的pH：

	Mn(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Cu(OH)2
開始沉淀時	8.3	6.3	2.7	4.7
完全沉淀時	9.8	8.3	3.7	6.7

注：金屬離子的起始濃度為0.1mol/L

回答下列問題：

（1）含雜質的菱錳礦使用前需將其粉碎，主要目的是_____________；鹽酸溶解MnCO3的離子方程式為___________；

（2）向溶液1中加入雙氧水，反應的離子方程式是 ______________________________；

（3）濾液2中加入稍過量的難溶電解質MnS，以除去Cu2+，反應的離子方程式為_______________；

（4）將MnCl2轉化為MnO2的一種方法是氧化法，其具體做法是用酸化的NaClO3溶液將MnCl2氧化，該反應的離子方程式：5Mn2+ + 2ClO3- + ____ =______+ ____+ ____。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，加快反應速率 MnCO3 + 2H+ =Mn2+ + CO2 ↑+H2O 2Fe2+ + H2O2 + 4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+ MnS + Cu2+ =CuS + Mn2+ 4H2O 5MnO2 Cl2 ↑ 8H+

【解析】

菱錳礦中加入過量的鹽酸，SiO2不溶于鹽酸，進入濾渣1，MnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3和鹽酸反應生成MnCl2、FeCl2和CuCl2，在濾液1中。加入生石灰調節pH=4，再加入雙氧水，把Fe2+氧化為Fe3+，在pH=4的溶液中Fe3+完全沉淀為Fe(OH)3而除去。向濾液中加入MnS，把銅離子沉淀除去。濾液經處理，最后得到MnO2。

（1）粉碎菱錳礦的主要目的是增大接觸面積，加快反應速率；鹽酸和MnCO3發生復分解反應，離子方程式為MnCO3 + 2H+ =Mn2+ + CO2 ↑+H2O。故答案為：增大接觸面積，加快反應速率，MnCO3 + 2H+ =Mn2+ + CO2 ↑+H2O；

（2）向溶液1中加入雙氧水的目的是把Fe2+氧化為Fe3+，在PH=4的溶液中Fe3+完全沉淀為Fe(OH)3，反應的離子方程式是2Fe2+ + H2O2 + 4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+；

（3）濾液2中加入稍過量的難溶電解質MnS，以除去Cu2+，發生沉淀的轉化，反應的離子方程式為MnS + Cu2+ =CuS + Mn2+；

（4）用酸化的NaClO3溶液將MnCl2轉化為MnO2，5molMn2+轉化為MnO2失去10mol電子，2mol ClO3-也應得到10mol電子，所以ClO3-的還原產物中Cl的化合價為0價，即為Cl2。再根據電荷守恒和溶液呈酸性，需要生成H+，最后根據質量守恒，反應中有水參加。配平的離子方程式為：5Mn2+ + 2ClO3- + 4H2O=5MnO2+Cl2 ↑+8H+。故答案為：4H2O，5MnO2，Cl2 ↑，8H+。