Question

【題目】碳酸錳(MnCO3)常用于脫硫的催化劑。工業上利用軟錳礦（主要成分是MnO2，還含有鈣、鐵、鋁鎂的氧化物及一些重金屬的氧化物）制備無水碳酸錳的工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）為了提高“酸浸”步驟中原料的浸出率，可以采取的措施有___________（填字母）。

a．適當升溫 b．連續攪拌 c．研磨礦石 d．加入足量的水

（2）“氧化”步驟中利用MnO2將溶液中Fe2+氧化為Fe3+，反應的離子方程式為_____________。

（3）“除鋁鐵”步驟中用MnCO3調節溶液pH的優點是___________________（寫出一點），也可以用（填化學式）_____________代替MnCO3。

（4）“沉錳”步驟中反應溫度需要控制在30~35℃以下，反應溫度控制在35℃以下的原因是____，寫出“沉錳”步驟中發生反應的化學方程式：________________________。

（5）25℃時，Ksp(MnCO3)=2.2×10-11，Ksp(MgCO3)=6.8×10-6。“沉錳”步驟中當Mn2+剛好沉淀完全[c(Mn2+)=1×10-5mol·L-1]時，若不析出MgCO3沉淀，則此時c(Mg2+)不能超過_____________mol·L-1（計算結果保留1位小數）。

Answer 1

【答案】 abc MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O 不引入新的雜質（或增加碳酸錳的產量） Mn(OH)2 減少碳酸氫銨的分解，提高原料利用率 MnSO4+2NH4HCO3MnCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O 3.1

【解析】（1）攪拌固體和液體的混合物，升高溫度、攪拌和增大濃度等，可加快反應速率，所以為了提高浸取率可采取的措施有適當升溫、連續攪拌、研磨礦石等，加水是稀釋，速率降低，故答案為abc；

（2）步驟Ⅱ中，MnO2在酸性條件下可將Fe2+離子氧化為Fe3+，反應的離子方程式MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；

（3）“除鋁鐵”步驟中用MnCO3調節溶液pH既能降低H+的濃度，又不引入新的雜質，同時還能增加碳酸錳的產量，根據除雜原則，也可以用 Mn(OH)2 代替MnCO3；

（4）“沉錳”步驟中需要滴加碳酸氫銨溶液，因碳酸氫銨不穩定，受熱易分解，則反應溫度控制在35℃以下，以減少碳酸氫銨的分解，提高原料利用率；本操作步驟中可獲得MnCO3沉淀，同時生成(NH4)2SO4和CO2，根據原子守恒可得此反應的化學方程式為MnSO4+2NH4HCO3MnCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O ；

（5）已知Ksp(MnCO3)=c(Mn2+)×c(CO32-)=2.2×10-11，當c(Mn2+)=1×10-5mol·L-1時，c(CO32-)=2.2×10-6mol·L-1，則Ksp(MgCO3)=c(Ca2+)×c(CO32-)=6.8×10-6，c(Ca2+)=3.1mol·L-1。