Question

【題目】軟錳礦的主要成分是MnO2，還含有少量重金屬化合物等雜質(zhì)。黃鐵礦的主要成分是FeS2，還含有硅、鋁的氧化物等雜質(zhì)。工業(yè)上采用同槽酸浸工藝制備碳酸錳并回收硫酸銨，其主要流程如下：

（1）為了提高浸出率，在浸取時(shí)可采取的措施有________。

A.適當(dāng)升高溫度 B.攪拌 C.礦石研成粉末 D.延長浸泡時(shí)間

（2）浸取完成后，取浸取液少許，加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，浸取時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是___________________________。

（3）加入MnO2氧化發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是___________________，還可使用______代替MnO2。

（4）濾渣2主要成分的化學(xué)式是________________。

（5）50℃碳化發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是______________________。

（6）加水洗滌，檢驗(yàn)碳酸錳產(chǎn)品完全洗凈的方法是___________________。

Answer 1

【答案】 ABCD MnO2 + FeS2 + 4H+ = Mn2+ + Fe2+ + 2S + 2H2O 2Fe2+ + MnO2 + 4H+ = 2Fe3+ + Mn2+ + 2H2O H2O2 Fe(OH)3、Al(OH)3 MnSO4 + 2NH4HCO3(NH4)2SO4 +MnCO3↓+ CO2↑ + H2O 取最后一次洗滌液，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無沉淀，則已洗凈。

【解析】試題分析：本題以軟錳礦和黃鐵礦同槽酸浸工藝制備碳酸錳并回收硫酸銨為載體，考查化工流程的分析，方程式的書寫以及基本實(shí)驗(yàn)操作。浸取時(shí)加入硫酸，獲得的濾渣1中含有S，浸取完成后，取浸取液少許，加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，說明浸取液中沒有Fe3+，黃鐵礦中的FeS2被氧化成S，則軟錳礦中的MnO2被還原成Mn2+，浸取時(shí)的主要反應(yīng)為MnO2+FeS2+4H+=Mn2++Fe2++2S+2H2O，除此之外重金屬化合物、鋁的氧化物溶解轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的金屬陽離子進(jìn)入浸取液中；氧化階段加入MnO2將Fe2+氧化成Fe3+，反應(yīng)為MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；加入氨水調(diào)pH為5~6的目的是將Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化成Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀而除去；加入（NH4）2S除去重金屬陽離子過濾后的濾液中主要溶質(zhì)為MnSO4，由流程知碳化時(shí)生成MnCO3、CO2和（NH4）2SO4，則碳化時(shí)反應(yīng)的方程式為MnSO4+2NH4HCO3MnCO3↓+CO2↑+（NH4）2SO4+H2O。

（1）為了提高浸出率，在浸取時(shí)可采取的措施有：攪拌、礦石研成粉末、適當(dāng)升高溫度、 延長浸泡時(shí)間，答案選ABCD。

（2）根據(jù)上述分析，浸取時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是MnO2+FeS2+4H+=Mn2++Fe2++2S+2H2O。

（3）加入MnO2氧化發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O，其中MnO2作氧化劑，為了不引進(jìn)新雜質(zhì)，MnO2可用H2O2代替，相應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

（4）濾渣2的主要成分的化學(xué)式是Al（OH）3、Fe（OH）3。

（5）50℃碳化發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是MnSO4+2NH4HCO3MnCO3↓+CO2↑+（NH4）2SO4+H2O。

（6）粗產(chǎn)品MnCO3吸附有可溶性的（NH4）2SO4，加水洗滌MnCO3上吸附的（NH4）2SO4，要證明MnCO3產(chǎn)品完全洗凈，即檢驗(yàn)洗滌液中不含（NH4）2SO4，方法是：取最后一次洗滌液，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀，則已洗凈。

解題步驟	解題策略
首尾呼應(yīng)、找出主線	（1）對(duì)照原料和產(chǎn)品，確定核心反應(yīng)和輔料 （2）依核心反應(yīng)，明確流程主線、支線和除雜任務(wù)
分段剖析、明析細(xì)節(jié)	（3）以核心原料為準(zhǔn)，把流程劃分為原料預(yù)處理、核心反應(yīng)和產(chǎn)品分離提純?nèi)齻�(gè)階段 （4）依箭頭指向，分析每一環(huán)節(jié)中物質(zhì)流入和流出的意義、控制反應(yīng)條件的作用，融通對(duì)流程的整體分析
破解答案	（5）變換角度：從基本理論、綠色化學(xué)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)角度、安全生產(chǎn)等多角度答題；對(duì)棘手問題不忘嘗試從題給信息中尋找答案