Question

菱錳礦的主要成分是碳酸錳，還含有Fe₂O₃、FeO、CaO、MgO等成分．某化工廠用廢鹽酸（質量分數約為20%）與菱錳礦制備MnCl₂.4H₂O（106℃時失去一分子結晶水，198℃時失去全部結晶水），部分工藝流程如圖1：

（1）鹽酸與菱錳礦中碳酸錳反應的化學方程式為______
（2）酸浸取時，浸出時間對浸出率的影響如圖2所示，工業(yè)采用的浸取時間是60min，其可能的原因是______．
（3）圖1中“凈化劑X”可能是______．
（4）加入MnSO₄后控制實驗條件析出某種雜質離子的鹽Y，鹽Y的主要成分是______．
（5）濃縮結晶時，必須一出現晶膜就立刻停止加熱，其原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）菱錳礦的主要成分是碳酸錳，碳酸錳與鹽酸反應符合復分解反應，生成氯化錳、二氧化碳、水．
（2）圖中反映浸取時間為60分鐘時浸取率出現第一個峰值，此后時間延長對浸出率沒有明顯影響．再延長浸出時，浸出的增量不明顯，而且還會增大生產成本．
（3）由工藝流程可知，圖1中“凈化劑X”目的除去溶液中Ca²⁺，因為不能引入新的雜質，所以“凈化劑X”是MnCO₃．
（4）根據轉化圖可知，此時留在溶液中的陽離子除了錳離子外，主要就是鎂離子．據此判斷．
（5）由信息可知，MnCl₂?4H₂O在加熱時容易失去結晶水，導致產品不純．
解答：解：1）菱錳礦的主要成分是碳酸錳，碳酸錳與鹽酸反應生成氯化錳、二氧化碳、水，反應方程式為MnCO₃+2HCl=MnCl₂+CO₂↑+H₂O．
故答案為：MnCO₃+2HCl=MnCl₂+CO₂↑+H₂O．
（2）圖中反映浸取時間為60分鐘時浸取率出現第一個峰值，此后時間延長對浸出率沒有明顯影響．從提高生產效率角度考慮再延長浸出時，浸出的增量不明顯，而且還會增大生產成本，選擇浸出時間為60分鐘較為合理．
故答案為：浸取時間為60分鐘時浸取率出現第一個峰值，此后時間延長對浸出率沒有明顯影響．從提高生產效率角度考慮再延長浸出時，浸出的增量不明顯，而且還會增大生產成本，選擇浸出時間為60分鐘較為合理．
（3）由工藝流程可知，圖1中“凈化劑X”目的除去溶液中Ca²⁺，因為不能引入新的雜質，所以“凈化劑X”是MnCO₃．
故答案為：MnCO₃．
（4）根據轉化圖可知，此時留在溶液中的陽離子除了錳離子外，主要就是鎂離子，所以Y是硫酸鎂晶體．
故答案為：MgSO₄．
（5）由信息可知，MnCl₂?4H₂O在加熱時容易失去結晶水，若水分太少可能導致得到的晶體是失去部分結晶水的產物，導致產品不純．
故答案為：若水分太少可能導致得到的晶體是失去部分結晶水的產物，導致產品不純．
點評：考查學生對工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息的能力、對實驗操作的理解、物質分離提純等，難度中等，需要學生綜合運用知識解決問題，注意基礎知識的全面掌握．