Question

【題目】以軟錳礦粉(主要含MnO2,還含有少量的Fe2O3、Al2O3等雜質)為原料制取高純MnO2的流程如下:

(1)酸浸時所發生主要反應的離子方程式為_____________。

(2)酸浸時加入一定體積的硫酸,硫酸濃度不能過小或過大。當硫酸濃度偏小時,酸浸時會有紅褐色渣出現,原因是_______。硫酸濃度不能過大的原因是_____________。

(3)過濾Ⅱ所得濾渣為MnCO3,濾液中溶質的主要成分是_____。

(4)焙燒MnCO3的裝置如下圖所示:

①焙燒時所發生反應的化學方程式為__________。

②焙燒一定時間后需轉動石英管,目的是_____。

Answer 1

【答案】 2Fe2++MnO2+4H+2Fe3++Mn2++2H2O 生成的Fe3+水解得到Fe(OH)3沉淀 用氨水沉淀雜質金屬離子時會消耗過多的氨水,造成原料的浪費 (NH4)2SO4 2MnCO3+O22MnO2+2CO2 使得MnCO3能充分反應,提高MnCO3的轉化率

【解析】軟錳礦粉(主要含MnO2，還含有少量的Fe2O3、Al2O3等雜質)酸浸時，Fe2O3、Al2O3被硫酸溶解生成硫酸鐵和硫酸鋁，二氧化錳與硫酸亞鐵在硫酸作用下發生氧化還原反應生成硫酸錳和硫酸鐵；加入氨水調節pH，使鋁離子和亞鐵離子沉淀除去，在濾液中加入碳酸氫銨，沉淀錳離子，然后在空氣中焙燒碳酸錳得到二氧化錳。

(1)酸浸時所發生主要反應是二氧化錳被硫酸亞鐵還原，反應的離子方程式為2Fe2++ MnO2+4H+=2Fe3++ Mn2++2H2O，故答案為：2Fe2++ MnO2+4H+=2Fe3++ Mn2++2H2O；

(2)酸浸時加入一定體積的硫酸，硫酸濃度不能過小或過大。當硫酸濃度偏小時，鐵離子水解程度較大，會有紅褐色氫氧化鐵沉淀出現；硫酸濃度過大，用氨水沉淀雜質金屬離子時會消耗過多的氨水，造成原料的浪費，故答案為：生成的Fe3+水解得到Fe(OH)3沉淀；用氨水沉淀雜質金屬離子時會消耗過多的氨水，造成原料的浪費；

(3)過濾II所得濾渣為MnCO3，濾液中主要含有(NH4)2SO4，故答案為：(NH4)2SO4；

(4)①在空氣中焙燒碳酸錳生成二氧化錳，反應的化學方程式為2MnCO3+O22MnO2+2CO2，故答案為：2MnCO3+O22MnO2+2CO2；

②焙燒一定時間后需轉動石英管，可以使得MnCO3能充分反應，提高MnCO3的轉化率，故答案為：使得MnCO3能充分反應，提高MnCO3的轉化率。