Question

工业上可用软锰矿(主要成分是MnO₂)和黄铁矿(主要成分是FeS₂)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO₃)。其工业流程如下：

回答下列问题：

(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出率，可以采取的措施有__________________(写一条)。

(2)除铁工序中，在加入石灰调节溶液的pH前，加入适量的软锰矿，其作用是______________。

(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu²⁺、Ca²⁺等杂质。若测得滤液中c(F^-)=0.01 mol•L^-1，滤液中残留的c(Ca²⁺)=________________〔已知：K_sp(CaF₂)=1.46×10^-10〕，

(4)沉锰工序中，298K、c(Mn²⁺)为1.05 mol•L^-1时，实验测得MnCO₃的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是______________。

(5)沉锰工序中有CO₂生成，则生成MnCO₃的离子方程式是______________________。

(6)从沉锰工序中得到纯净MnCO₃的操作方法是___________________。副产品A的化学式是________。

Answer

搅拌、适当升高温度、研磨矿石、适当提高稀硫酸的浓度 使残余的Fe2+转化为Fe3+ 1.46×10-6mol•L-1 pH等于7.0时反应速率最快，且MnCO3的产率最高 Mn2++2HCO3-= MnCO3↓+CO2↑+H2O 过滤、洗涤、干燥 (NH4)2SO4

【解析】本题本题主要考查对于“制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)的工业流程”的评价。

(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出率，可以采取的措施有搅拌、适当升高温度、研磨矿石、适当提高稀硫酸的浓度等。

(2) Fe3+比Fe2+容易转化为沉淀，所以加入适量的软锰矿，其作用是使残余的Fe2+转化为Fe3+。

(3) Ksp(CaF2)=c(Ca2+)c2(F-)=1.46×10-10，将c(F-)=0.01 mol•L-1代入，可得c(Ca2+)=1.46×10-6mol•L-1。

(4)根据图中信息得出的结论是pH等于7.0时反应速率最快，且MnCO3的产率最高。

(5)沉锰工序中有CO2生成，则生成MnCO3的离子方程式是Mn2++2HCO3-= MnCO3↓+CO2↑+H2O。

(6)从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是过滤、洗涤、干燥。副产品A的化学式是(NH4)2SO4。