Question

【題目】某地菱錳礦的主要成分為MnCO3,還含有少量的FeCO3、CaCO3、MgCO3、Al2O3等雜質(zhì)，工業(yè)上以菱錳礦為原料制備高純度碳酸錳的流程如圖所示:

已知:MnCO3+2NH4Cl MnCl2+CO2↑+2NH3↑+H2O↑

（1）焙燒時溫度對錳浸取率的影響如圖。

焙燒時適宜溫度為_____；800℃以上錳的浸取率偏低，可能原因是________。

（2）凈化包含三步: ①加入少量MnO2，反應的離子方程式為___；

②加氨水調(diào)pH，生成沉淀主要是_________；

③加入NH4F，除去Ca2+、Mg2+。

（3）碳化結(jié)晶中生成MnCO3的離子方程式為___________。

（4）滴定法測產(chǎn)品純度

I 取固體產(chǎn)品1.160g于燒杯中,加入過量稀H2SO4充分振蕩，再加入NaOH溶液至堿性，發(fā)生反應2Mn2++O2+4OH-=2MnO(OH)2；

II 加入過量KI溶液和適量稀H2SO4，發(fā)生反應:MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O；

III 取I中混合液的1/10于錐形瓶中，加入淀粉溶液作指示劑，用0.1000mol/LNa2S2O3溶液進行滴定，發(fā)生反應:2S2O32-+I2=S4O62-+2I-，滴定終點時消耗Na2S2O3溶液20.00mL。

①判斷滴定終點的方法是____________。

②假設雜質(zhì)不參與反應，則產(chǎn)品純度為________。

Answer 1

【答案】 500℃ 溫度過高,NH4Cl分解導致與MnCO3的反應不徹底，使浸取率減小(或MnCO3分解發(fā)生其它副反應，使浸取率減小或MnCl2揮發(fā)導致Mn損失或高溫下錳被氧化成高價態(tài)造成浸取率低或高溫固體燒結(jié)，固體表面積減少等) MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O Fe(OH)3、Al(OH)3 Mn2++HCO3-+NH3==MnCO3↓+NH4+ 滴入最后一滴Na2S2O3溶液,溶液藍色褪去且半分鐘內(nèi)顏色不復原 99.14%

【解析】（1）由圖示得到，500℃的時候，錳的浸取率已經(jīng)很大，所以選取500℃即可，沒有必要選擇更高的溫度（因為溫度越高，能耗越大）。溫度很高時，浸取率下降，有可能是高溫下氯化銨分解使反應的量減少（不是很好的答案，因為氯化銨分解的溫度大約為337℃）；可能是生成的氯化錳轉(zhuǎn)化為氣體離開體系（也不是很好，氯化錳沸點為1190℃）；可能是高溫下發(fā)生副反應，錳轉(zhuǎn)化為其他化合物。

（2）①加入二氧化錳的目的是為了將Fe2+氧化為Fe3+，所以方程式為：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O。

②物質(zhì)中的雜質(zhì)主要是Fe、Ca、Mg、Al等元素，因為步驟③中除去Ca2+、Mg2+，所以步驟②加氨水調(diào)pH，是為了除去Fe和Al元素，所以沉淀主要是Fe(OH)3、Al(OH)3。

（3）碳化結(jié)晶是向氯化錳溶液中加入碳酸氫銨和氨水，得到碳酸錳的固體，所以方程式為：Mn2++HCO3-+NH3==MnCO3↓+NH4+。

（4）①取I中混合液的1/10于錐形瓶中，加入淀粉溶液作指示劑，此時溶液顯藍色，用硫代硫酸鈉滴定單質(zhì)碘，終點時，因為碘單質(zhì)都被反應，所以溶液褪為無色，所以終點的現(xiàn)象為：滴入最后一滴Na2S2O3溶液,溶液藍色褪去且半分鐘內(nèi)顏色不復原。

②根據(jù)滴定中的反應得到關系式：2Mn2+～2MnO(OH)2～2I2～4S2O32-。滴加的硫代硫酸鈉為20×0.1÷1000=0.002mol，根據(jù)關系式Mn2+為0.001mol，因為是取1/10進行的滴定，所以Mn2+為0.01mol，所以氯化錳也是0.01mol，質(zhì)量為115×0.01=1.15g，質(zhì)量分數(shù)為1.15÷1.16=99.14%。