Question

【題目】Mn(H2PO4)2·2H2O是一種白色晶體，易溶于水，常用于機(jī)械設(shè)備的磷化處理。以軟錳礦(主要成分為MnO2，還含有少量的Fe2O3、FeO和Al2O3)為原料制備Mn(H2PO4)2·2H2O的流程如圖：

（1）軟錳礦要先制成礦漿的目的是__，葡萄糖(C6H12O6)與MnO2反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物為MnSO4、CO2和H2O，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__。

（2）用H2O2溶液“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：__。

（3）已知幾種金屬離子的氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如表，“調(diào)pH并過濾”時(shí)，應(yīng)調(diào)整的pH范圍為__，濾渣1的主要成分為__(填化學(xué)式)。

金屬離子	開始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Fe3+	1.8	3.2
Al3+	3.0	5.0
Fe2+	5.8	8.8
Mn2+	7.8	9.8

（4）加入磷酸后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。

（5）某工廠用上述流程制備Mn(H2PO4)2·2H2O，已知軟錳礦中MnO2的含量為87%，整個(gè)流程中錳元素的損耗率為9%，則1噸該軟錳礦可制得Mn(H2PO4)2·2H2O__t。

Answer 1

【答案】增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率 12：1 2Fe2+＋H2O2＋2H+=2Fe3+＋2H2O 5.0～7.8 Fe(OH)3和Al(OH)3 MnCO3＋2H3PO4=Mn(H2PO4)2＋CO2↑＋H2O 2.59(或2.5935)

【解析】

(1)液態(tài)可以增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率；根據(jù)化合價(jià)升降守恒，可算氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比；

(2)用H2O2溶液氧化溶液中的亞鐵離子得2Fe3+；

(3)根據(jù)幾種金屬離子的氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH進(jìn)行分析；

(4)碳酸鈉與硫酸錳反應(yīng)生成碳酸錳，加入磷酸使碳酸錳生成Mn(H2PO4)2；

(5)根據(jù)質(zhì)量守恒，可以算出答案。

(1)軟錳礦要先制成礦漿，可以增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率；葡萄糖(C6H12O6)與MnO2反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物為MnSO4、CO2和H2O，反應(yīng)中MnO2中Mn的化合價(jià)由＋4價(jià)變成＋2價(jià)，是氧化劑，化合價(jià)變化2，葡萄糖是還原劑，其中C元素的化合價(jià)由0價(jià)變成＋4價(jià)，化合價(jià)變化4×6＝24，根據(jù)化合價(jià)升降守恒，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為12：1，故答案為：增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率；12:1；

(2)用H2O2溶液氧化溶液中的亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2+＋H2O2＋2H+=2Fe3+＋2H2O，故答案為：2Fe2+＋H2O2＋2H+=2Fe3+＋2H2O；

(3)根據(jù)幾種金屬離子的氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH，“調(diào)pH并過濾”時(shí)，調(diào)整pH的目的是沉淀鐵離子和鋁離子，但不能使錳離子沉淀，pH范圍為5.0～7.8，濾渣1的主要成分為Fe(OH)3和Al(OH)3，故答案為：5.0~7.8；Fe(OH)3和Al(OH)3；

(4)碳酸鈉與硫酸錳反應(yīng)生成碳酸錳，加入磷酸使碳酸錳生成Mn(H2PO4)2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnCO3＋2H3PO4=Mn(H2PO4)2＋CO2↑＋H2O，故答案為：MnCO3＋2H3PO4=Mn(H2PO4)2＋CO2↑＋H2O；

(5)根據(jù)MnO2　～　Mn(H2PO4)2·2H2O

87 285

1t×87%×(1－9%)　m[Mn(H2PO4)2·2H2O]

則=

解得m[Mn(H2PO4)2·2H2O]≈2.59t，故答案為：2.59。