【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”時發(fā)生的反應有2FeSO4+MnO2+2H2SO4_____+MnSO4+2H2O_____。

2)“過濾Ⅰ”所得濾渣的主要成分是_____

3)“沉錳”時測得MnCO3的產(chǎn)率與溶液pH、反應時間t的關系如圖2,反應要控制pH_____,其理由是_____、_____。

4)“過濾Ⅱ”所得濾液中溶質(zhì)的主要成分是_____

5)為測定某軟錳礦中MnO2的質(zhì)量分數(shù),稱取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),充分反應后,過量的Na2C2O431.6 g/L KMnO4溶液進行反應,當?shù)稳?/span>10.0 mL KMnO4溶液時恰好完全反應。

已知:①MnO2+Na2C2O4+2H2SO4MnSO4 +2CO2+2H2O+Na2SO4 ;②2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO42MnSO4+5Na2SO4+K2SO4+10CO2+8H2O

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

【答案】Fe2SO43 Fe2O3+3H2SO4Fe2SO43+3H2O FeOH3 7 時間相同時,MnCO3的產(chǎn)率最高 MnCO3產(chǎn)率相同時,所需時間最短;(或者簡單答成:產(chǎn)率高、速度快) NH42 SO4 87%

【解析】

1)由于軟錳礦粉(主要含MnO2,還有少量Fe2O3),所以“酸浸”時發(fā)生的反應是氧化鐵和硫酸反應生成硫酸鐵和水,以及硫酸亞鐵和二氧化錳以及硫酸反應生成硫酸鐵和硫酸鎂以及水,對應的化學方程式為:2FeSO4+MnO2+2H2SO4Fe2SO43+MnSO4+2H2O Fe2O3+3H2SO4Fe2SO43+3H2O

2)由于后續(xù)得到的是含錳化合物,所以過濾操作中分離出的應該是含鐵化合物,而過程是和氨水反應得到且酸浸過程中生成的是三價鐵的化合物,所以“過濾Ⅰ”所得濾渣的主要成分是難溶性的 FeOH3。

3)根據(jù)“沉錳”時測得MnCO3的產(chǎn)率與溶液pH、反應時間t的關系圖,可知反應要控制pH7,其理由是 時間相同時,MnCO3的產(chǎn)率最高、MnCO3產(chǎn)率相同時,所需時間最短。

4)過濾II前是硫酸錳和碳酸氫銨反應生成碳酸錳和溶液,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,可知溶液的成分為硫酸銨,所以“過濾Ⅱ”所得濾液中溶質(zhì)的主要成分是 NH42SO4。

5)當?shù)稳?/span>10.0 mL KMnO4溶液時恰好完全反應,則消耗的高錳酸鉀的質(zhì)量為31.6 g/L×10.0 mL×1L/1000mL0.316g

設與高錳酸鉀反應的草酸鈉的質(zhì)量為x

x0.67g

則與二氧化錳反應的草酸鈉的質(zhì)量為3.35g0.67g2.68g

設該軟錳礦中MnO2的質(zhì)量分數(shù)為y

y87%

故答案為:

1Fe2SO43;Fe2O3+3H2SO4Fe2SO43+3H2O;(2FeOH3;(37; 時間相同時,MnCO3的產(chǎn)率最高; MnCO3產(chǎn)率相同時,所需時間最短;(或者簡單答成:產(chǎn)率高、速度快);(4)(NH42 SO4;(587%。

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