Question

【題目】MnCO3可用作電器元件材料，也可作為瓷釉、顏料的制作原料。工業(yè)上用酸性含錳廢水(主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+)制備MnCO3：

已知：幾種金屬離子沉淀的pH如下表。

金屬離子	Fe2+	Fe3+	Cu2+	Mn2+
開始沉淀的pH	7.5	3.2	5.2	8.8
完全沉淀的pH	9.7	3.7	6.4	10.4

回答下列問題：

（1）①中加入過量MnO2的作用是___，濾渣W的成分是___。

（2）過程③中，調(diào)pH的目的是___。

（3）過程④中有CO2生成，則生成MnCO3的離子方程式是___。

（4）過程④中得到純凈MnCO3的操作方法是___，該過程中副產(chǎn)品的化學(xué)式是___。

（5）MnCO3在空氣中加熱易轉(zhuǎn)化為不同價(jià)態(tài)的錳的氧化物，其固體殘留率隨溫度的變化如圖所示。則300℃時(shí)，剩余固體中n(Mn)∶n(O)為___；圖中點(diǎn)D對(duì)應(yīng)固體的成分為___(填化學(xué)式)。

Answer 1

【答案】將Fe2+氧化為Fe3+ Fe(OH)3和MnO2 使Cu2+完全沉淀為Cu(OH)2 Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O 過濾、洗滌、干燥 NH4Cl 1∶2 Mn3O4和MnO

【解析】

⑴在過程①中，MnO2在酸性條件下可將Fe2+氧化為Fe3+，過量的MnO2也以固體形式存在，通過調(diào)節(jié)溶液pH值將鐵離子沉淀。

⑵過程③中，調(diào)pH是將Cu2+轉(zhuǎn)化為沉淀除去。

⑶過程④中主要是Mn2+與HCO3－反應(yīng)生成CO2和碳酸錳。

⑷過程④中得到純凈MnCO3的操作方法是過濾、洗滌、干燥，根據(jù)離子守恒因此得到還有副產(chǎn)物。

⑸根據(jù)分解后得到的產(chǎn)物質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。

⑴在過程①中，MnO2在酸性條件下可將Fe2+氧化為Fe3+，在過程②中，向溶液中加入氨水，調(diào)節(jié)溶液的pH=3.7，這時(shí)溶液中的Fe3+會(huì)形成Fe(OH)3沉淀，過量的MnO2也以固體形式存在，故答案為：將Fe2+氧化為Fe3+；Fe(OH)3和MnO2。

⑵過程③中，調(diào)pH是將Cu2+轉(zhuǎn)化為沉淀除去，故答案為：使Cu2+完全沉淀為Cu(OH)2。

⑶過程④中，反應(yīng)會(huì)有CO2生成，故反應(yīng)的離子方程式為Mn2++2HCO3－=MnCO3↓ + CO2↑ +H2O，故答案為：Mn2++2HCO3－=MnCO3↓ + CO2↑ +H2O。

⑷過程④中得到純凈MnCO3的操作方法是過濾、洗滌、干燥，實(shí)驗(yàn)流程中，氯離子未除去，加入銨根離子，則副產(chǎn)品為NH4Cl，故答案為：過濾、洗滌、干燥；NH4Cl。

⑸設(shè)MnCO3的物質(zhì)的量為1mol，則其質(zhì)量為115g，A點(diǎn)剩余固體質(zhì)量為115g×75.65% ≈ 87g，減少的質(zhì)量為115g-87g=28g，可知MnCO3失去的組成為CO，故剩余固體的成分為MnO2，n(Mn)∶n(O)為1∶2。C點(diǎn)剩余固體質(zhì)量為115g×61.74%≈71g，根據(jù)錳元素守恒知m(Mn)=55g，則m(O)=71g-55g=16g，則n(Mn)∶n(O)=∶=1∶1，故剩余固體的成分為MnO；同理可求出B點(diǎn)剩余固體的成分為Mn3O4，因D點(diǎn)介于B、C之間，故D點(diǎn)對(duì)應(yīng)固體的成分為Mn3O4與MnO的混合物。