Question

【題目】我國某科研團(tuán)隊(duì)以軟錳礦（主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量雜質(zhì)）為主要原料，制取高純碳酸錳，工藝流程如下圖:

已知：①SiO2不溶于水，不與稀H2SO4、SO2反應(yīng)；②MnO2能將Fe2+氧化成Fe3+；③溶液中的Fe3+在 pH 大于或等于 3.2 時(shí)將完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。

請回答：（1）濾渣Ⅰ、Ⅱ分別為_____、_____（寫化學(xué)式） ；

（2）浸錳過程中發(fā)生了 2 個化學(xué)反應(yīng)，其中一個為Fe2O3與SO2反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方 程式為Fe2O3+ SO2+H2SO4=2FeSO4+ H2O，另一個為MnO2和SO2按化學(xué)計(jì)量數(shù)為 1：1 發(fā)生化合反應(yīng)，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____， 該反應(yīng)中共有_____種元素的化合價(jià)發(fā)生了改變。

（3）“沉錳”：加入NH4HCO3溶液后，生成了 4 種產(chǎn)物，其中含有MnCO3沉淀和某種氣 體，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____。

（4）取所得的高純MnCO311.7g溶于足量的鹽酸中，將產(chǎn)生的氣體用足量的Ba(OH)2濃 溶液吸收，得到白色沉淀 19.7g，則所得產(chǎn)品的純度為_____％（保留一位小數(shù)）

（5）某研究小組用稀H2SO4與菱錳礦（含有MnCO3）反應(yīng)來浸出Mn2+，該研究小組選 定兩個因素作為研究條件進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下：

	礦酸比	溫度/（℃）	浸出率/（%）
1	1：0.5	60	80.2
2	1：0.5	80	83.8
3	1：0.6	60	X
4	1：0.6	80	91.8

表中 X 最有可能的數(shù)值為_____。

a．79.7 b．80.8 c．87.6 d．92.8

Answer 1

【答案】SiO2 Fe(OH)3 MnO2+SO2=MnSO4 2 MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O； 98.3 c

【解析】

（1）SiO2不溶于水，不與稀H2SO4、SO2反應(yīng)，濾渣Ⅰ為二氧化硅，氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，溶液中的Fe3+在 pH 大于或等于 3.2 時(shí)將完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，濾渣Ⅱ為氫氧化鐵，故填：SiO2；Fe(OH)3。

（2）MnO2和SO2按化學(xué)計(jì)量數(shù)為 1：1 發(fā)生化合反應(yīng)，故化學(xué)方程式為MnO2+SO2=MnSO4，反應(yīng)前錳元素+4價(jià)，硫元素+4價(jià)，反應(yīng)后錳元素+2價(jià)，硫元素+6價(jià)，反應(yīng)中共有兩種元素化合價(jià)發(fā)生變化，故填：MnO2+SO2=MnSO4；2。

（3）“沉錳”：加入NH4HCO3溶液后，生成了 4 種產(chǎn)物，碳酸錳、硫酸銨、二氧化碳、水，故化學(xué)方程式為MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O，故填：MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O。

（4）解：設(shè)碳酸錳生成二氧化碳質(zhì)量為x設(shè)碳酸錳質(zhì)量為y。

則所得產(chǎn)品的純度為：

故填：98.3。

（5）從圖表中可知，浸出率受礦酸比影響較大，受溫度影響較小，故表中X應(yīng)該要明顯大于80.2而小于91.8，故X最可能的數(shù)值是87.6；故選：c。