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0.1mol/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：5Mn²⁺+2ClO₃^-+_______=_______+_______+_______；

（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）4H2O Cl2↑ 5MnO2 8H+

（5）①Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+②其它条件不变下，增大Mn2+浓度[或增大c(Mn2+)/c(Cl-)]，有利于Mn2+放电(不利于Cl-放电)

【解析】

试题分析：菱锰矿用盐酸酸浸，MnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3与盐酸反应，SiO2不与盐酸反应，过滤得到滤渣1为SiO2，滤液1中含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜及剩余的HCl，向滤液中加入生石灰，调节溶液pH=4，加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，在PH=4时氧化得到Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤除去，滤液2中加入MnS，将溶液中Cu2+氧化为CuS沉淀过滤除去，滤液3中为MnCl2，系列转化得到MnO2；（1）将菱锰矿粉碎，可以增大接触面积，提高反应速率；碳酸镁与盐酸反应生成氯化镁、二氧化碳与水，反应方程式为：MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O；（2）加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，在PH=4时氧化得到Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，根据电荷守恒有氢离子生成，反应离子方程式为：2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+；（3）MnS与氯化铜反应转化更难溶的CuS，同时得到氯化镁，反应离子方程式为：MnS+Cu2+=Mn2++CuS；（4）用酸化的NaClO3溶液将MnCl2氧化得到MnO2，Mn元素发生氧化反应，则Cl元素发生还原反应生成Cl2，由于在酸性条件下反应，根据电荷守恒可知，生成物中有H+生成，根据H元素守恒，可知反应物中缺项物质为H2O，配平后离子方程式为：5Mn2++2ClO3-+4H2O=Cl2↑+5MnO2+8H+；（5）①由题意可知，Mn2+转化为MnO2，发生氧化反应，由O元素守恒可知有水参加反应，由电荷守恒可知应有H+生成，电极反应式为：Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；②Mn2+、Cl-都在阳极放电，二者为竞争关系，增大Mn2+浓度[或增大c(Mn2+)/c(Cl-)]，有利于Mn2+放电(不利于Cl-放电)。

【考点定位】考查物质制备实验

【名师点晴】明确原理，准确分析流程是解题关键；菱锰矿用盐酸酸浸，MnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3与盐酸反应，SiO2不与盐酸反应，过滤得到滤渣1为SiO2，滤液1中含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜及剩余的HCl，向滤液中加入生石灰，调节溶液pH=4，加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，在PH=4时氧化得到Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤除去，滤液2中加入MnS，将溶液中Cu2+氧化为CuS沉淀过滤除去，滤液3中为MnCl2，系列转化得到MnO2；据此分析解题。