Question

工业上以软锰矿（主要成分是MnO₂，含有SiO₂、Fe₂O₃等少量杂质）为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰（MnCO₃）。其工业流程如下：

（1）过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为____和_____（填离子符号）。

（2）写出氧化过程中MnO₂与SO₂反应的化学方程式：____________。

（3）“浸锰”反应中往往有副产物MnS₂O₆生成，温度对“浸锰”反应的影响如图所示，为减少MnS₂O₆的生成，“浸锰”的适宜温度是___________。

（4）向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH₄HCO₃溶液时温度控制在30-35℃，温度不宜太高的原因是___。

（5）加入NH₄HCO₃溶液后，生成MnCO₃沉淀，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式：_______。

（6）生成的MnCO₃沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是_________________。

Answer

Mn2+Fe2+MnO2+SO2=MnSO490℃防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O取1-2mL最后一次的洗涤于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明乙洗涤干净

【解析】试题分析：分析信息和工艺流程知向软锰矿浆通入过量二氧化硫，浸锰，酸性条件下，利用二氧化硫的还原性将二氧化锰、氧化铁分别还原为硫酸锰和硫酸亚铁，过滤，滤渣Ⅰ为二氧化硅，向滤液中加入过量二氧化锰，过量的二氧化硫和二氧化锰反应生成硫酸锰，将Fe2+氧化为Fe3+，调pH=3.7，将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，过滤，滤渣Ⅱ为氢氧化铁和二氧化锰，滤液为硫酸锰溶液，向滤液种加入适量NH4HCO3溶液，发生反应：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O，过滤、洗涤、干燥，得碳酸锰（MnCO3）。据此作答。

（1）过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为Mn2+和Fe2+。

（2）氧化过程中，MnO2与SO2反应生成硫酸锰，化学方程式为MnO2+SO2=MnSO4。

（3）分析图像知温度在90℃以后MnS2O6的生成率较低，锰的浸出率较高，且温度较低节约能源，故“浸锰”的适宜温度是90℃。

（4）铵盐受热易分解，向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度控制在30-35℃的原因是防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率。

（5）硫酸锰与NH4HCO3溶液反应生成MnCO3沉淀、水和二氧化碳，反应的离子方程式Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O。

（6）生成的MnCO3沉淀表面有硫酸根等杂质离子，检验沉淀是否洗涤干净可检验最后一次洗涤液中是否含有硫酸根，检验洗涤是否完全的方法是取1-2mL最后一次的洗涤于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明乙洗涤干净。