Question

【題目】高純碳酸錳在電子工業(yè)中有重要的應(yīng)用，濕法浸出軟錳礦（主要成分為MnO2 ， 含少量Fe、Al、Mg等雜質(zhì)元素）制備高純碳酸錳的實(shí)驗(yàn)過程如下：
（1）浸出：浸出時(shí)溫度控制在90℃～95℃之間，并且要連續(xù)攪拌3小時(shí)的目的是 ， 植物粉的作用是 ．
（2）除雜：①向浸出液中加入一定量的碳酸錳礦，調(diào)節(jié)浸出液的pH為3.5～5.5；②再加入一定量的軟錳礦和雙氧水，過濾；
③…
操作①中使用碳酸錳調(diào)pH的優(yōu)勢(shì)是；操作②中加入雙氧水不僅能將Fe2+氧化為Fe3+ ， 而且能提高軟錳礦的浸出率．寫出雙氧水提高軟錳礦浸出率的離子方程式 ．
（3）制備：在30℃～35℃下，將碳酸氫銨溶液滴加到硫酸錳凈化液中，控制反應(yīng)液的最終pH在6.5～7.0，得到MnCO3沉淀．溫度控制35℃以下的原因是；該反應(yīng)的化學(xué)方程式為；生成的MnCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是 ．
（4）計(jì)算：室溫下，Ksp（MnCO3）=1.8×10﹣11 ， Ksp（MgCO3）=2.6×10﹣5 ， 已知離子濃度小于1.0×10﹣5molL﹣1時(shí)，表示該離子沉淀完全．若凈化液中的c（Mg2+）=10﹣2mol/L，試計(jì)算說明Mg2+的存在是否會(huì)影響MnCO3的純度．

Answer 1

【答案】
（1）提高軟錳礦中錳的浸出率；作還原劑
（2）增加MnCO3的產(chǎn)量（或不引入新的雜質(zhì)等）；MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑
（3）減少碳酸氫銨的分解，提高原料利用率；MnSO4+2NH4HCO3 MnCO3+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O；取最后一次的洗滌濾液1～2 mL 于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈
（4）解：Ksp（MnCO3）=c（Mn2+）c（CO ），當(dāng)Mn2+沉淀完全時(shí)，c（CO ）= ×10﹣5=1.8×10﹣6 molL﹣1，若Mg2+也能形成沉淀，則要求Mg2+＞2.6×10﹣5/1.8×10﹣6=14.4 molL﹣1，Mg2+的濃度0.01mol/L遠(yuǎn)小于14.4 molL﹣1，若凈化液中的c（Mg2+）=10﹣2mol/L，說明Mg2+的存在不會(huì)影響MnCO3的純度，

答：Ksp （MnCO3）=c（Mn2+）c（CO ），當(dāng)Mn2+沉淀完全時(shí)，c（CO ）= ×10﹣5=1.8×10﹣6 molL﹣1，若Mg2+也能形成沉淀，則要求Mg2+＞2.6×10﹣5/1.8×10﹣6=14.4 molL﹣1，Mg2+的濃度0.01mol/L遠(yuǎn)小于14.4 molL﹣1，若凈化液中的c（Mg2+）=10﹣2mol/L，說明Mg2+的存在不會(huì)影響MnCO3的純度

【解析】解：濕法浸出軟錳礦（主要成分為MnO2 ， 含少量Fe、Al、Mg等雜質(zhì)元素）制備高純碳酸錳，加入濃硫酸和植物粉浸出過濾得到濾液除去雜質(zhì)，加入碳酸氫銨形成沉淀通過一系列操作得到高純碳酸錳；（1）升溫、攪拌都可以加快物質(zhì)的溶解反應(yīng)速率，浸出時(shí)溫度控制在90℃～95℃之間，并且要連續(xù)攪拌3小時(shí)的目的是提高軟錳礦中錳的浸出率；加入植物粉是一種還原劑，故答案為：提高軟錳礦中錳的浸出率；作還原劑；（2）使用碳酸錳調(diào)pH的優(yōu)勢(shì)是不引入新的雜質(zhì)；酸性溶液中二氧化錳氧化過氧化氫為氧氣，本身被還原為錳離子，反應(yīng)的離子方程式為：MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑，故答案為：增加MnCO3的產(chǎn)量（或不引入新的雜質(zhì)等）； MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑；（3）依據(jù)碳酸氫銨受熱易分解分析，溫度控制35℃以下的原因是防止碳酸氫銨分解，在30℃～35℃下，將碳酸氫銨溶液滴加到硫酸錳凈化液中，控制反應(yīng)液的最終pH在6.5～7.0，得到MnCO3沉淀，硫酸銨，二氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnSO4+2NH4HCO3 MnCO3+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O，生成的MnCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是取最后一次洗滌液檢驗(yàn)是否含有硫酸根離子設(shè)計(jì)，取最后一次的洗滌濾液1～2 mL 于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈．故答案為：減少碳酸氫銨的分解，提高原料利用率；MnSO4+2NH4HCO3 MnCO3+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O；取最后一次的洗滌濾液1～2 mL 于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈．
濕法浸出軟錳礦（主要成分為MnO2 ， 含少量Fe、Al、Mg等雜質(zhì)元素）制備高純碳酸錳，加入濃硫酸和植物粉浸出過濾得到濾液除去雜質(zhì)，加入碳酸氫銨形成沉淀通過一系列操作得到高純碳酸錳；（1）升溫?cái)嚢瓒伎梢约涌煳镔|(zhì)的溶解反應(yīng)速率；加入植物粉是一種還原劑；（2）使用碳酸錳調(diào)pH的優(yōu)勢(shì)是不引入新的雜質(zhì)；二氧化錳氧化過氧化氫為氧氣，本身被還原為錳離子；（3）依據(jù)碳酸氫銨受熱易分解分析，在30℃～35℃下，將碳酸氫銨溶液滴加到硫酸錳凈化液中，控制反應(yīng)液的最終pH在6.5～7.0，得到MnCO3沉淀，硫酸銨，二氧化碳和水，生成的MnCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是取最后一次洗滌液檢驗(yàn)是否含有硫酸根離子設(shè)計(jì)；（4）Ksp （MnCO3）=c（Mn2+）c（CO ），當(dāng)Mn2+沉淀完全時(shí)，c（CO ）=1.8×10﹣11/1.0×10﹣5=1.8×10﹣6 molL﹣1 ， 若Mg2+也能形成沉淀，則要求Mg2+＞2.6×10﹣5/1.8×106=14.4 molL﹣1 ， Mg2+的濃度0.01mol/L遠(yuǎn)小于14.4 molL﹣1 ．