Question

【題目】某化學小組在實驗室模擬用軟錳礦（主要成分，雜質為鐵及銅的化合物等）制備高純碳酸錳，過程如下（部分操作和條件略）：

①緩慢向燒瓶中（見上圖）通入過量混合氣進行“浸錳”操作，主要反應原理為： （鐵浸出后，過量的會將還原為）

②向“浸錳”結束后的燒瓶中加入一定量純粉末。

③再用溶液調節pH為3.5左右，過濾。

④調節濾液pH為6.5-7.2，加入，有淺紅色沉淀生成，過濾、洗滌、干燥，得到高純碳酸錳。

（1）“浸錳”反應中往往有副產物的生成，溫度對“浸錳”反應的影響如下圖，為減少的生成，“浸錳”的適宜溫度是___________。

圖1 溫度對錳浸出率的影響 圖2 浸錳溫度與生成率的關系

（2）查閱表1，③中調pH為3.5時沉淀的主要成分是________。②中加入一定量純粉末的主要作用是_________，相應反應的離子方程式為_______。

表1：生成相應氫氧化物的pH

物質
開始沉淀pH	2.7	7.6	8.3	4.7
完全沉淀pH	3.7	9.6	9.8	6.7

（3）③中所得的濾液中含有，可添加過量的難溶電解質MnS除去，經過濾，得到純凈的。用平衡移動原理解釋加入MnS的作用__________。

（4）④中加入后發生反應的離子方程式是__________。

Answer 1

【答案】 150℃（或150℃以上） 將氧化為，將過量的氧化除去 ， 生成的比更難溶，促進MnS不斷溶解，平衡右移，使除去

【解析】（1）從圖中得到150℃以上，副產物就不會生成了，同時錳的浸出率也是接近100%，所以選擇150℃（或150℃以上）。

（2）根據表中數據，pH=3.5時，得到的主要是氫氧化鐵沉淀，所以上一步中加入MnO2的目的是為了氧化亞鐵離子（題目中說：鐵浸出后，過量的會將還原為）。反應為： ，考慮到題目認為得到亞鐵離子是因為二氧化硫過量，所以加入的二氧化錳也可以將過量的二氧化硫氧化，反應為： 。

（3）MnS投入水中的沉淀溶解平衡為：，溶液中的銅離子會結合硫離子形成CuS沉淀，從而使反應平衡不斷向右移動，將MnS沉淀轉化為CuS沉淀，再經過濾就可以達到除去Cu2+的目的。當然能進行如上轉化的前提是：CuS的溶解度更小。

（4）加入碳酸氫銨生成碳酸錳沉淀，則Mn2+結合了碳酸氫根電離的碳酸根離子，即使電離平衡：HCO3－H+ + CO32－，正向移動，電離的H+再結合HCO3-得到CO2，方程式為：