Question

【題目】軟錳礦在生產中有廣泛的應用。

（1）過程Ⅰ：軟錳礦的酸浸處理

① 酸浸過程中的主要反應（將方程式補充完整）：2FeS2+___MnO2+__===____Mn2++2Fe3++4S+___。

② 生成的硫附著在礦粉顆粒表面使上述反應受阻，此時加入H2O2，利用其迅速分解產生的大量氣體破除附著的硫。導致H2O2迅速分解的因素是______。

③礦粉顆粒表面附著的硫被破除后，H2O2可以繼續與MnO2反應，從而提高錳元素的浸出率，該反應的離子方程式是______。

（2）過程Ⅱ：電解法制備金屬錳，金屬錳在______（填“陽”或“陰”）極析出。

（3）過程Ⅲ：制備Mn3O4

下圖表示通入O2時pH隨時間的變化。15~150分鐘濾餅中一定參與反應的成分是______，判斷的理由是______。

（4）過程Ⅳ：制備MnCO3

MnCO3難溶于水、能溶于強酸，可用MnSO4溶液和NH4HCO3溶液混合制備。每制得1 mol MnCO3，至少消耗a mol/L NH4HCO3溶液的體積為______L。

Answer 1

【答案】3 12H+ 3 6H2O Fe3+（或Mn2+或MnO2）等作催化劑 MnO2 + H2O2 + 2H+ === Mn2+ + O2↑ + 2H2O 陰 Mn2(OH)2SO4 Mn2(OH)2SO4被O2氧化產生H+，而Mn(OH)2被O2氧化不產生H+

【解析】

(1)軟錳礦的主要成分為MnO2和FeS2，加硫酸酸化后發生氧化還原反應生成MnSO4、S和Fe2(SO4)3，酸浸過程中的主要反應為：2FeS2+3MnO2+12H+= 3Mn2++2Fe3++4S+6H2O。答案：3 ；12H+ ；3 ；6H2O。

②H2O2分解產生的O2和生成的硫發生反應生成SO2，利用其迅速破除附著的硫。導致H2O2迅速分解的因素是生成的Fe3+或者Mn2+作H2O2分解的催化劑。答案：Fe3+（或Mn2+或MnO2）等作催化劑。

③H2O2在酸性條件下，可以與MnO2反應的方程式為：MnO2+H2O2+H2SO4=MnSO4+O2↑ +2H2O，該反應的離子方程式是MnO2 + H2O2 + 2H+ = Mn2++O2↑+ 2H2O。答案：MnO2 + H2O2 + 2H+ = Mn2+ + O2↑ + 2H2O。

（2）根據過程Ⅱ反應MnSO4，元素的化合價由+20，在電解池的陰極發生還原反應，析出金屬錳。答案：陰。

（3）因為濾餅的成分為：Mn2(OH)2SO4和Mn(OH)2，過程Ⅲ是制備Mn3O4的過程，發生的反為O2+6Mn(OH)2= 2Mn3O4+6H2O；O2+3Mn2(OH)2SO4=2Mn3O4+3H2SO4，由圖可知15~150分鐘通入O2時溶液的pH逐漸減小，酸性逐漸增強，所以15~150分鐘濾餅中一定參與反應的成分是Mn2(OH)2SO4。答案：Mn2(OH)2SO4 ； Mn2(OH)2SO4被O2氧化產生H+，而Mn(OH)2被O2氧化不產生H+。

（4）MnSO4溶液和NH4HCO3溶液發生反應的離子方程式為：Mn2++ 2HCO3-=MnCO3+CO2+H2O，每制得1 mol MnCO3，至少消耗2mol NH4HCO3,所以V=n/c=2 mol /(a molL-1)=2/aL。答案：2/a。