Question

我國錳現(xiàn)有探明儲量約6.4億噸，主要是低品位的碳酸錳礦．如圖是從低品位碳酸錳礦石中富集生產(chǎn)錳精礦的一種綠色化學工藝流程圖．

（1）本工藝中體現(xiàn)綠色化學理念的是：

 

．
（2）寫出在500℃焙燒過程中生成MnCl₂的兩個化學方程式

 

．
（3）若礦石中Mn含量20%，氯化銨與礦石理論質(zhì)量比是0.389：1，實際使用1.2：1的原因

 

．
（4）敞口條件下，研究不同焙燒溫度與錳的浸出率關系，其結果如圖所示，當溫度高于500℃時，錳的浸出率會降低的原因是

 

．
（5）實驗室從濾液中回收氯化銨固體，要用到的儀器有：酒精燈、燒杯、溫度計、漏斗、

 

（填編號）①蒸發(fā)皿②坩堝③玻璃棒④分液漏斗
（6）錳含量測定方法是：稱取0.1g樣品置于300mL錐形瓶中，用試劑氧化成MnO₄^-，再用0.1000mol?L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂標準溶液滴定至終點．經(jīng)三次實驗平均消耗標準溶液40.91mL．該樣品中含錳的含量為：

 

．滴定反應的離子方程式為：MnO₄^-+Fe²⁺+H⁺→Mn²⁺+Fe³⁺+H₂O（未配平）

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：碳酸錳、氯化銨研磨，焙燒，氯化銨分解生成的HCl與碳酸錳反應生成氯化錳，HCl與碳酸錳分解生成的MnO反應生成氯化錳，出爐氣主要是二氧化碳和氨氣，焙燒后的固體加水浸出得到氯化錳溶液，把出爐氣（二氧化碳和氨氣）通入氯化錳溶液得到碳酸錳沉淀，過濾得到碳酸錳精礦石，濾液為氯化銨溶液．
（1）根據(jù)流程分析可知氯化銨循環(huán)利用符合綠色化學理念；
（2）500℃焙燒過程中碳酸錳、氧化錳與HCl反應生成氯化錳；
（3）在焙燒過程中MnO被氧化為MnO₂，加過量的氯化銨分解生成的HCl可以把MnO₂還原為MnCl₂；
（4）氯化銨分解產(chǎn)生的氯化氫氣體部分散逸；
（5）從溶液中回收氯化銨要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌等操作，根據(jù)操作選擇儀器；
（6）（NH₄）₂Fe（SO₄）₂與高錳酸鉀的反應離子方程式為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，根據(jù)消耗的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂的物質(zhì)的量求出MnO₄^-的物質(zhì)的量，再求出錳的質(zhì)量和錳的含量．

解答： 解：碳酸錳、氯化銨研磨，焙燒，氯化銨分解生成的HCl與碳酸錳反應生成氯化錳，HCl與碳酸錳分解生成的MnO反應生成氯化錳，出爐氣主要是二氧化碳和氨氣，焙燒后的固體加水浸出得到氯化錳溶液，把出爐氣（二氧化碳和氨氣）通入氯化錳溶液得到碳酸錳沉淀，過濾得到碳酸錳精礦石，濾液為氯化銨溶液．
（1）根據(jù)流程分析可知氯化銨循環(huán)利用符合綠色化學理念，故答案為：氯化銨的循環(huán)利用；
（2）焙燒中的四個主要反應：NH₄Cl=NH₃↑+HCl↑ MnCO₃=MnO+CO₂↑ MnCO₃+2HCl=MnCl₂+H₂O+CO₂ MnO+2HCl=MnCl₂+H₂O，生成MnCl₂的兩個化學方程式為MnO+2HCl

△   .

MnCl₂+H₂O、MnCO₃+2HCl

△   .

MnCl₂+H₂O+CO₂↑；
故答案為：MnO+2HCl

△   .

MnCl₂+H₂O、MnCO₃+2HCl

△   .

MnCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）在焙燒過程中MnO被氧化為MnO₂，加過量的氯化銨，氯化銨分解生成的HCl可以把MnO₂還原為MnCl₂，所以反應過程中消耗的氯化銨的量大于理論值，
故答案為：MnO被氧化為MnO₂；
（4）當溫度高于500℃時，氯化銨分解產(chǎn)生氣體部分散逸，使HCl的物質(zhì)的量減少，則反應生成的氯化錳的量減少，所以會降低錳的浸出率；
故答案為：氯化銨分解產(chǎn)生氣體部分散逸；
（5）從溶液中回收氯化銨要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌等操作，所以還有用到蒸發(fā)皿和玻璃棒，故答案為：①③；
（6）（NH₄）₂Fe（SO₄）₂與高錳酸鉀的反應離子方程式為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，已知消耗的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂的物質(zhì)的量為0.1000mol?L^-1×0.0409L=0.00409mol，則n（Mn）=n（MnO₄^-）=

1

5

×0.00409mol，所以該樣品中含錳的含量為

1 5 ×0.00409mol×55g/mol

0.1g

×100%=45.00%，
故答案：45.00%．

點評：本題以工藝流程為基礎，主要考查了化學實驗基本操作、元素及化合物知識、化學計算、氧化還原反應等相關知識，題目難度中等，側重于考查學生的實驗探究能力和對基礎知識的綜合應用能力．