Question

【題目】以軟錳礦粉（主要含MnO2，還有少量Fe2O3）為原料制取MnCO3的流程如圖1．

（1）“酸浸”時(shí)發(fā)生的反應(yīng)有2FeSO4+MnO2+2H2SO4＝_____+MnSO4+2H2O和_____。

（2）“過(guò)濾Ⅰ”所得濾渣的主要成分是_____。

（3）“沉錳”時(shí)測(cè)得MnCO3的產(chǎn)率與溶液pH、反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如圖2，反應(yīng)要控制pH＝_____，其理由是_____、_____。

（4）“過(guò)濾Ⅱ”所得濾液中溶質(zhì)的主要成分是_____。

（5）為測(cè)定某軟錳礦中MnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱(chēng)取2.0 g軟錳礦樣品，加入3.35 g草酸鈉（Na2C2O4）固體，再加足量稀硫酸（雜質(zhì)不參加反應(yīng)），充分反應(yīng)后，過(guò)量的Na2C2O4用31.6 g/L KMnO4溶液進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)?shù)稳?/span>10.0 mL KMnO4溶液時(shí)恰好完全反應(yīng)。

已知：①M(fèi)nO2+Na2C2O4+2H2SO4＝MnSO4 +2CO2↑+2H2O+Na2SO4��；②2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4＝2MnSO4+5Na2SO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O．

求該軟錳礦中MnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。_____（相對(duì)分子質(zhì)量：KMnO4 158；Na2C2O4 134；MnO2 87）

Answer 1

【答案】Fe2（SO4）3 Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O Fe（OH）3 7 時(shí)間相同時(shí)，MnCO3的產(chǎn)率最高 MnCO3產(chǎn)率相同時(shí)，所需時(shí)間最短；（或者簡(jiǎn)單答成：產(chǎn)率高、速度快） （NH4）2 SO4 87%

【解析】

（1）由于軟錳礦粉（主要含MnO2，還有少量Fe2O3），所以“酸浸”時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，以及硫酸亞鐵和二氧化錳以及硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和硫酸鎂以及水，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為：2FeSO4+MnO2+2H2SO4＝Fe2（SO4）3+MnSO4+2H2O和 Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O。

（2）由于后續(xù)得到的是含錳化合物，所以過(guò)濾操作中分離出的應(yīng)該是含鐵化合物，而過(guò)程是和氨水反應(yīng)得到且酸浸過(guò)程中生成的是三價(jià)鐵的化合物，所以“過(guò)濾Ⅰ”所得濾渣的主要成分是難溶性的 Fe（OH）3。

（3）根據(jù)“沉錳”時(shí)測(cè)得MnCO3的產(chǎn)率與溶液pH、反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系圖，可知反應(yīng)要控制pH＝7，其理由是 時(shí)間相同時(shí)，MnCO3的產(chǎn)率最高、MnCO3產(chǎn)率相同時(shí)，所需時(shí)間最短。

（4）過(guò)濾II前是硫酸錳和碳酸氫銨反應(yīng)生成碳酸錳和溶液，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可知溶液的成分為硫酸銨，所以“過(guò)濾Ⅱ”所得濾液中溶質(zhì)的主要成分是 （NH4）2SO4。

（5）當(dāng)?shù)稳?/span>10.0 mL KMnO4溶液時(shí)恰好完全反應(yīng)，則消耗的高錳酸鉀的質(zhì)量為31.6 g/L×10.0 mL×1L/1000mL＝0.316g

設(shè)與高錳酸鉀反應(yīng)的草酸鈉的質(zhì)量為x

x＝0.67g

則與二氧化錳反應(yīng)的草酸鈉的質(zhì)量為3.35g﹣0.67g＝2.68g

設(shè)該軟錳礦中MnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為y

y＝87%

故答案為：

（1）Fe2（SO4）3；Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O；（2）Fe（OH）3；（3）7； 時(shí)間相同時(shí)，MnCO3的產(chǎn)率最高； MnCO3產(chǎn)率相同時(shí)，所需時(shí)間最短；（或者簡(jiǎn)單答成：產(chǎn)率高、速度快）；（4）（NH4）2 SO4；（5）87%。