MnCO3是重要化工原料,由MnO2制备MnCO3一种工艺流程如下:
Ⅰ.研磨MnO2,加水配成浊液。
Ⅱ.MnO2浊液经还原、纯化、制备等过程,最终获得MnCO3固体。

资料:
①MnCO3不溶于水。该工艺条件下,MnO2与H2SO4不反应。
②难溶电解质的溶度积:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10-13
(1)研磨MnO2的目的是 增大固体与反应物的接触面积,加快反应速率增大固体与反应物的接触面积,加快反应速率。
(2)MnO2氧化Fe2+为Fe3+的离子方程式为 MnO2+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2OMnO2+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O。
①根据上述反应,还原MnO2所需的H+与Fe2+的物质的量比值应为2。而实际上加入的酸要少一些,请结合含铁产物解释原因 由于反应生成含有铁离子的沉淀,消耗了氢氧根离子,促进了水电离,溶液中氢离子浓度增大,所以还原MnO2所需的H+与Fe2+的物质的量实际比值(1~1.25)小于 2由于反应生成含有铁离子的沉淀,消耗了氢氧根离子,促进了水电离,溶液中氢离子浓度增大,所以还原MnO2所需的H+与Fe2+的物质的量实际比值(1~1.25)小于 2。
②取少量母液,滴加 K3[Fe(CN)6]K3[Fe(CN)6]溶液,未产生蓝色沉淀,说明溶液中不存在Fe2+。
(3)纯化
向母液中滴加氨水调pH,除去残留的Fe3+。若母液中c(Mn2+)=1mol⋅L-1,使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5mol⋅L-1,溶液中c(OH-)至少为 6.5×10-126.5×10-12mol⋅L-1,则溶液中 Qc=c(Mn2+)×c2(OH-)=1mol/L×(6.5×10-12)2=4.225×10-23,而Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10-13,即Qc<Ksp,没有沉淀产生Qc=c(Mn2+)×c2(OH-)=1mol/L×(6.5×10-12)2=4.225×10-23,而Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10-13,即Qc<Ksp,没有沉淀产生,所以此时不会有Mn(OH)2,沉淀生成。(已知3280≈6.5)。
(4)制备
将Mn2+纯化液与稍过量的NH4HCO3,溶液混合,得到含MnCO3的浊液。将浊液过滤,洗涤沉淀,干燥后得到MnCO3固体。
①通过检验SO42-来判断沉淀是否洗涤干净。检验SO42-的操作是取最后一次洗涤液,加入足量的稀盐酸,再加入氯化钡溶液,没有沉淀产生加入足量的稀盐酸,再加入氯化钡溶液,没有沉淀产生,说明沉淀已洗涤干净。
②生成MnCO3的离子方程式是 2HCO3-+Mn2+=MnCO3↓+CO2↑+H2O2HCO3-+Mn2+=MnCO3↓+CO2↑+H2O。
3
280
【考点】制备实验方案的设计.
【答案】增大固体与反应物的接触面积,加快反应速率;MnO2+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O;由于反应生成含有铁离子的沉淀,消耗了氢氧根离子,促进了水电离,溶液中氢离子浓度增大,所以还原MnO2所需的H+与Fe2+的物质的量实际比值(1~1.25)小于 2;K3[Fe(CN)6];6.5×10-12;Qc=c(Mn2+)×c2(OH-)=1mol/L×(6.5×10-12)2=4.225×10-23,而Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10-13,即Qc<Ksp,没有沉淀产生;加入足量的稀盐酸,再加入氯化钡溶液,没有沉淀产生;2HCO3-+Mn2+=MnCO3↓+CO2↑+H2O
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:12引用:1难度:0.5
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