Question

工业以软锰矿（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）浸锰过程中Fe₂O₃与SO₂反应的化学方程式为Fe₂O₃+ SO₂+2H⁺=2Fe²⁺+ SO₄^2－+ H₂O，该反应是经历以下两步反应实现的。写出ⅱ的离子方程式：_____________。

ⅰ：Fe₂O₃ + 6H⁺ = 2Fe³⁺+3H₂O

ⅱ：……

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

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

（4）“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_________；向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH₄HCO₃溶液时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

2Fe3++ SO2+2H2O = 2Fe2+ + SO42－+4H+ Mn2+ Fe2+ MnO2+SO2=MnSO4 90℃ 防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率 Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O 取1-2mL最后一次洗液于试管，滴加盐酸酸化BaCl2溶液，若无白沉淀产生，则洗涤干净

【解析】(1)反应ⅱ是溶液中的Fe3+氧化SO2生成硫酸，本身还原为Fe2+，发生反应的离子方程式为2Fe3++ SO2+2H2O = 2Fe2+ + SO42－+4H+ ；

(2)浸锰操作时MnO2被SO2还原为Mn2+，则过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为Mn2+、Fe2+ ；

(3)氧化过程中MnO2被还原为Mn2+，SO2被氧化为SO42-，发生反应的化学方程式为MnO2+SO2=MnSO4；

(4)由图示可知温度在90℃左右时，锰的浸出率最高，此时MnS2O6的生成率最低，则“浸锰”的适宜温度是90℃；因NH4HCO3稳定性差，受热易分解，向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是 防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率；

(5)加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，此气体应为CO2，发生反应的离子方程式为Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O；

(6)生成的MnCO3沉淀表面附着液中含有SO42-，则检验洗涤是否完全的方法是取1-2mL最后一次洗液于试管，滴加盐酸酸化BaCl2溶液，若无白沉淀产生，则洗涤干净。