Question

工业上用菱锰矿（MnCO₃）［含FeCO₃、SiO₂、Cu₂(OH) ₂CO₃等杂质］为原料制取二氧化锰，其流程示意图如下：

已知：生成氢氧化物沉淀的pH

	Mn(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Cu(OH)2
开始沉淀时	8.3	6.3	2.7	4.7
完全沉淀时	9.8	8.3	3.7	6.7

注：金属离子的起始浓度为0.1 mol/L

回答下列问题：

（1）含杂质的菱锰矿使用前需将其粉碎，主要目的是                 。盐酸溶解MnCO₃的化学方程式是。

（2）向溶液1中加入双氧水时，反应的离子方程式是                     。

（3）滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS，以除去Cu²⁺，反应的离子方程式是                   。

（4）将MnCl₂转化为MnO₂的一种方法是氧化法。其具体做法是用酸化的NaClO₃溶液将MnCl₂氧化，该反应的离子方程式为：□Mn^2＋＋□ClO₃^－＋□____＝□____＋□____＋□____。

（5）将MnCl₂转化为MnO₂的另一种方法是电解法。

① 生成MnO₂的电极反应式是          。

② 若直接电解MnCl₂溶液，生成MnO₂的同时会产生少量Cl₂。检验Cl₂的操作是        。

③ 若在上述MnCl₂溶液中加入一定量的Mn(NO₃)₂粉末，则无Cl₂产生。其原因是       。

Answer

（1）增大接触面积，提高反应速率 MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O

（2）2Fe2+＋H2O2＋4H2O=2Fe(OH)3↓＋4H+

（3）MnS＋Cu2＋＝Mn2＋＋CuS

（4）5Mn2＋＋2ClO3-＋4H2O＝Cl2↑＋5MnO2＋8H＋

（5）① Mn2＋－2e-＋2H2O＝MnO2＋4H+

② 将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近，若试纸变蓝则证明有Cl2生成

③ 其它条件不变下，增大Mn2+浓度，有利于Mn2+放电（不利于Cl-放电。）（2分，其余答案不得分）

【解析】

试题分析：（1）根据影响化学反应速率的因素，菱锰矿使用前需将其粉碎，主要目的是增大接触面积，提高反应速率；盐酸MnCO3反应生成氯化锰、CO2 和水，反应的化学方程式为MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O

（2）双氧水具有氧化性，Fe2＋具有还原性，加入双氧水将Fe2＋氧化成Fe3＋，在pH=4时得到Fe(OH)3 沉淀，反应的离子方程式为2Fe2+＋H2O2＋4H2O=2Fe(OH)3↓＋4H+

（3）硫化锰与氯化铜反应生成更难溶的CuS，同时得到氯化镁，离子方程式为MnS＋Cu2＋＝Mn2＋＋CuS。

（4）用酸化的NaClO3溶液将MnCl2氧化得到MnO2 ，Mn元素的化合价由+2价升高到+4价发生氧化反应，则Cl元素发生还原反应生成Cl2,然后配平的离子方程式为5Mn2＋＋2ClO3-＋4H2O＝Cl2↑＋5MnO2＋8H＋

（5）① 电解法由MnCl2转化为MnO2，Mn元素失电子发生氧化反应，做电解池的阳极，电极反应为 Mn2＋－2e-＋2H2O＝MnO2＋4H+。

② 检验氯气的操作是将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近，若试纸变蓝则证明有Cl2生成。

③ 若其它条件不变，增大Mn2+浓度，有利于Mn2+放电，不利于Cl-放电，所以无氯气产生

考点：制备实验方案的设计