Question

7．工業(yè)上以軟錳礦（主要成分是MnO₂，含有SiO₂、Fe₂O₃等少量雜質(zhì)）為主要原料制備高性能的磁性材料碳酸錳（MnCO₃）．其工業(yè)流程如圖：

（1）過濾Ⅰ所得濾液中主要存在的兩種金屬陽離子為Mn²⁺和Fe²⁺（填離子符號(hào)）．
（2）寫出氧化過程中MnO₂與SO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式：MnO₂+SO₂=MnSO₄．
（3）“浸錳”反應(yīng)中往往有副產(chǎn)物MnS₂O₆生成，溫度對(duì)“浸錳”反應(yīng)的影響如圖所示，為減少M(fèi)nS₂O₆的生成，“浸錳”的適宜溫度是90℃．
（4）向過濾Ⅱ所得的濾液中加入NH₄HCO₃溶液時(shí)溫度控制在30-35℃，溫度不宜太高的原因是防止NH₄HCO₃受熱分解，提高原料利用率．
（5）加入NH₄HCO₃溶液后，生成MnCO₃沉淀，同時(shí)還有氣體生成此空刪去，寫出反應(yīng)的離子方程式：Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+CO₂↑+H₂O．
（6）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1-2mL最后一次洗液于試管，滴加鹽酸酸化BaCl₂溶液，若無白沉淀產(chǎn)生，則洗滌干凈．

Answer 1

分析 軟錳礦（主要成分是MnO₂，含有SiO₂、Fe₂O₃等少量雜質(zhì)）為主要原料制備高性能的磁性材料碳酸錳（MnCO₃）：由流程可知軟錳礦形成礦漿，通入足量的SO₂，發(fā)生反應(yīng)，MnO₂+SO₂=MnSO₄，F(xiàn)e₂O₃+SO₂+2H⁺=2Fe²⁺+SO₄^2-+H₂O，SiO₂不反應(yīng)，過濾，濾渣I為，濾液含有Mn²⁺、Fe²⁺，加入二氧化錳氧化亞鐵離子，反應(yīng)為：2Fe²⁺+15MnO₂+28H⁺=2Fe³⁺+14H₂O+15Mn²⁺+4SO₄²，調(diào)節(jié)pH，沉淀鐵離子，過濾，濾渣II為氫氧化鐵，向?yàn)V液中加入碳酸氫銨溶液，生成MnCO₃沉淀，過濾得到的濾渣中主要含有MnCO₃，反應(yīng)為：Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+CO₂↑+H₂O，通過洗滌、烘干得到MnCO₃晶體，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）軟錳礦形成礦漿，通入足量的SO₂，MnO₂、Fe₂O₃與SO₂反應(yīng)生成Mn²⁺、Fe²⁺，SiO₂不反應(yīng)，過濾，濾渣I為，濾液含有Mn²⁺、Fe²⁺；
故答案為：Mn²⁺、Fe²⁺；
（2）MnO₂與SO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+SO₂=MnSO₄；
故答案為：MnO₂+SO₂=MnSO₄；
（3）由圖可知，90℃時(shí)，MnS₂O₆的生成率低，錳浸出率高，溫度再高，變化不大，則“浸錳”的適宜溫度是90℃，
故答案為：90℃；
（4）NH₄HCO₃受熱易分解，溫度不宜太高，防止NH₄HCO₃受熱分解，提高原料利用率；
故答案為：防止NH₄HCO₃受熱分解，提高原料利用率；
（5）Mn²⁺的濾液中加入NH₄HCO₃溶液后，發(fā)生徹底的雙水解，生成MnCO₃沉淀和二氧化碳，反應(yīng)為：Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
故答案為：Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
（6）生成的MnCO₃沉淀需經(jīng)充分洗滌，若未洗滌干凈，洗滌液中含有硫酸根離子，故檢驗(yàn)洗滌液中是否含有硫酸根即可，方法為：取1-2mL最后一次洗液于試管，滴加鹽酸酸化BaCl₂溶液，若無白沉淀產(chǎn)生，則洗滌干凈；
故答案為：取1-2mL最后一次洗液于試管，滴加鹽酸酸化BaCl₂溶液，若無白沉淀產(chǎn)生，則洗滌干凈．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備，涉及對(duì)工藝流程的理解、氧化還原反應(yīng)、對(duì)條件的控制選擇與理解、離子的檢驗(yàn)等，理解工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，題目難度中等．