高純MnCO3在電子工業(yè)中有重要的應(yīng)用,工業(yè)上利用軟錳礦(主要成分是MnO2,還含有Fe2O3、CaCO3、CuO等雜質(zhì))制取碳酸錳的流程如圖所示:
已知:還原焙燒主反應(yīng)為2MnO2+C2MnO+CO2↑。
可能用到的數(shù)據(jù)如表:
氫氧化物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Mn(OH)2 |
開始沉淀pH |
1.5 |
6.5 |
4.2 |
8.1 |
沉淀完全pH |
3.7 |
9.7 |
7.4 |
10.1 |
根據(jù)要求回答下列問題:
(1)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步驟A,混合物應(yīng)放在
坩堝
坩堝
中加熱;步驟C中的濾渣為
C、Cu和CaSO4
C、Cu和CaSO4
。
(2)步驟D中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為
1:2
1:2
。
(3)步驟E中調(diào)節(jié)pH的范圍為
3.7≤pH<8.1
3.7≤pH<8.1
,其目的是
使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去,而不影響Mn2+
使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去,而不影響Mn2+
。
(4)步驟G,溫度控制在35℃以下的原因是
減少碳酸氫銨的分解,提高原料利用率
減少碳酸氫銨的分解,提高原料利用率
,若Mn
2+恰好沉淀完全時(shí)測(cè)得溶液中CO
32-的濃度為2.2×10
-6mol?L
-1,則K
sp(MnCO
3)=
2.2×10-11
2.2×10-11
。
(5)寫出步驟G“沉錳”的離子方程式:
Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O
Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O
。