Question

【題目】氯化銨焙燒菱錳礦制備高純度碳酸錳的工藝流程如下：

已知：①菱錳礦石主要成分是，還含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素；

②相關(guān)金屬離子形成氯氧化物沉淀時的pH如下：

金屬離子	Al3+	Fe3+	Fe2+	Ca2+	Mn2+	Mg2+
開始沉淀的pH	3.8	1.5	6.3	10.6	8.8	9.6
沉淀完全的pH	5.2	2.8	8.3	12.6	10.8	11.6

③常溫下， 的溶度積分別為

回答下列問題：

(1)“焙燒”時發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為_____________________。

(2)分析下列圖1、圖2、圖3，氯化銨焙燒菱鎂礦的最佳條件是：

焙燒溫度_________，氯化銨與菱鎂礦粉的質(zhì)量之比為__________，焙燒時間為___________.

(3)浸出液“凈化除雜”過程如下：首先加入氧化為，反應(yīng)的離子方程式為________；然后調(diào)節(jié)溶液pH使沉淀完全，此時溶液的pH范圍為____。再加入沉淀，當時， =______

(4)碳化結(jié)晶時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________。

(5)流程中能循環(huán)利用的固態(tài)物質(zhì)是____________。

Answer 1

【答案】MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O 500℃ 1.10 60min MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O 5.2≤pH<8.8 5×10-6 Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O NH4Cl

【解析】

(1)根據(jù)工藝流程圖知“焙燒”時發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為：MnCO3+2NH4Cl MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O；

(2)根據(jù)圖示錳浸出率比較高，焙燒菱鎂礦的最佳條件是：焙燒溫度500℃；氯化銨與菱鎂礦粉的質(zhì)量比為1.10；焙燒時間為60min；

(3)二氧化錳具有氧化性，可以氧化亞鐵離子，而二氧化錳被還原為錳離子，反應(yīng)的離子方程式為：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；根據(jù)題干信息知pH在5.2時Al3+沉淀完全，pH在8.8時，Mn2+開始沉淀，所以將Fe3+、Al3+沉淀完全，可以調(diào)整pH范圍在5.2≤pH<8.8；根據(jù) 的溶度積計算得：c2(F-)= ，c(Mg2+)= mol/L；

(4)根據(jù)流程圖知碳化結(jié)晶時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O；

(5)流程圖可以看出能循環(huán)利用的固態(tài)物質(zhì)是NH4Cl。