碳*錳(MnCO3)是一種高*能磁*材料。以軟錳礦粉(主要含MnO2,還含有少量的Fe2O3、Al2O3等雜...
問題詳情:
碳*錳(MnCO3)是一種高*能磁*材料。以軟錳礦粉(主要含MnO2,還含有少量的Fe2O3、Al2O3等雜質)為原料製取MnCO3的流程如下:
已知:“沉錳”反應為:Mn2+ + 2HCO == MnCO3↓+ H2O + CO2↑
(1)“*浸”時發生的主要反應為:2Fe2+ + MnO2+ 4H+ == 2Fe3+ + Mn2+ + 2H2O。除此以外,還發生的反應離子方程式為________。(任寫一個)
(2)“沉錳”工序中,實驗測得MnCO3的產率與溶液pH、反應時間t的關係如圖所示。反應要控制pH在7左右的理由是_________。(答兩點)
(3)“過濾Ⅱ”所得濾液中溶質的主要成分是_________。
(4)為測定某軟錳礦中二氧化錳的質量分數,準確稱量1.800g軟錳礦樣品,加入4.020 g草**(Na2C2O4)固體,再加入足量的稀硫*並加熱(雜質不參加反應),充分反應後冷卻,過量的Na2C2O4用0.2000 mol/L高錳*鉀溶液進行滴定,當滴入30.00mL溶液時恰好完全反應。已知高錳*鉀、二氧化錳在**條件下均能將草**(Na2C2O4)氧化:MnO2 + C2O+ 4H+ Mn2+ + 2CO2↑+ 2H2O,MnO4-+ C2O + H+ — Mn2+ + CO2↑+ H2O (未配平)。求該軟錳礦中二氧化錳的質量分數_________(寫出計算過程)。
【回答】
【*】 (1). Al2O3+ 6H+2Al3++3 H2O或 Fe2O3+ 6H+2 Fe 3++3 H2O (2). 化學反應速率快; MnCO3的產率高 (其它合理說法也可得分) (3). (NH4)2SO4 (4). 72.50%
【解析】(1) 軟錳礦粉主要含MnO2,還含有少量的Fe2O3、Al2O3,因此*浸時的主要反應為:2Fe2+ + MnO2+ 4H+ == 2Fe3+ + Mn2+ + 2H2O,還有Fe2O3+ 6H+==2Fe3++3 H2O和Al2O3+ 6H+2Al3++3 H2O;
(2)由圖象分析可知,隨著pH的增大,在短時間內MnCO3的產率迅速提高到80%左右,所以反應要控制pH在7左右的理由是反應速率快,MnCO3的產率高;
(3)加入氨水是為了除去Fe3+和Al3+,所以過濾Ⅰ所得濾液的主要成分為MnSO4,然後加入NH4HCO3,根據已知“沉錳”的反應Mn2+ + 2HCO3—== MnCO3↓+ H2O + CO2↑,推出過濾Ⅱ所得濾液中溶質的主要成分是(NH4)2SO4;
(4) 高錳*鉀、二氧化錳在**條件下均能將草**(Na2C2O4)氧化:反應①:MnO2 + C2O42—+ 4H+ Mn2+ + 2CO2↑+ 2H2O,反應②:2MnO4-+ 5C2O42— + 16H+ == 2Mn2+ +10 CO2↑+8 H2O,已知n (Na2C2O4) = ,n (KMnO4)=0.2000 mol/L×30.00mL×10-3=0.006000mol,。由反應②可求出過量的n (Na2C2O4)=0.03 mol—0.006000mol× =0.01500 mol由反應①求出n (MnO2)= 0.01500 mol,所以軟錳礦中MnO2的質量分數為×100% =72.50%
知識點:金屬元素的單質及其化合物
題型:綜合題