Question

工業(yè)上以碳酸錳礦為主要原料生產(chǎn)MnO2的工藝流程如下：

有關氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氫氧化物	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Pb（OH）2	Mn（OH）2
開始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2	8.0	8.3
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7	8.8	9.8

 

請回答下列問題：

（1）酸浸前將碳酸錳礦粉碎的作用是_________________________________。

（2）酸浸后的溶液中含有Mn2＋、SO42-，另含有少量Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Cu2＋、Pb2＋等，其除雜過程如下：

①加入MnO2將Fe2＋氧化，其反應的離子方程式為___________________________________；

②加入CaO將溶液的pH調到5.2～6.0，其主要目的是_____________________________；

③加入BaS，除去Cu2＋、Pb2＋后，再加入NaF溶液，除去________。

（3）從溶液A中回收的主要物質是________，該物質常用做化肥。

（4）MnO2粗品中含有少量Mn3O4，可以用稀硫酸處理，將其轉化為MnSO4和MnO2，然后再用氧化劑將Mn2＋轉化為MnO2，制得優(yōu)質MnO2。寫出Mn3O4與稀硫酸反應的化學方程式：______________________________________。

 

Answer 1

（1）增大接觸面積，加快反應速率（使反應更充分）

（2）①2Fe2＋＋MnO2＋4H＋=2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O

②除去Fe3＋、Al3＋　③Ca2＋�。�3）（NH4）2SO4

（4）Mn3O4＋2H2SO4=2MnSO4＋MnO2＋2H2O

【解析】本題考查了元素化合物知識的應用，并對陌生化學反應方程式的書寫提出了較高的要求。（1）酸浸前將碳酸錳礦粉碎的作用是增大接觸面積，加快反應速率（使反應更充分）。（2）①加入MnO2將Fe2＋氧化，根據(jù)氧化還原反應的化合價變化規(guī)則和酸性條件，其離子方程式為2Fe2＋＋MnO2＋4H＋=2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O；②在題給的pH信息表中，要找出雜質開始沉淀和完全沉淀的pH，從而明確分步除雜的原理，加入CaO將溶液的pH調到5.2～6.0，其主要目的是除去Fe3＋、Al3＋；本小題難點在于③利用外加NaF溶液生成難溶物CaF2除去Ca2＋。會使同學們誤以為加入NaF溶液是為了除去Ba2＋，其實溶液中本來有大量的SO42-，硫酸鋇的溶解度非常小，已經(jīng)不需要再外加NaF溶液除雜了。（3）根據(jù)流程圖中的物料守恒可知，加入碳酸氫銨后，從溶液A中回收的主要物質是（NH4）2SO4。（4）Mn3O4與稀硫酸反應可類比Fe3O4與稀硫酸的反應進行書寫，只要加以明確Mn的價態(tài)是＋2和＋4即可，其反應的化學方程式為Mn3O4＋2H2SO4=2MnSO4＋MnO2＋2H2O。