錳元素能形成MnO、MnO2、Mn2O3和Mn3O4等多種氧化物,其中Mn3O4是重要的結(jié)構(gòu)材料。工業(yè)上用軟錳礦(主要成分為MnO2,含有少量FeO、Al2O3、MgO、SiO2等雜質(zhì))制備Mn3O4的流程如圖1所示:
已知:①3MnO2+2Fe+6H2SO4=3MnSO4+Fe2(SO4)3+6H2O,F(xiàn)e2+容易被H2O2氧化為Fe3+;
②Mn2+在pH大于6的環(huán)境中易形成Mn(OH)2沉淀,有關(guān)氫氧化物沉淀pH見表:
氫氧化物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Mn(OH)2 |
Mg(OH)2 |
pH |
3.2 |
5.0 |
9.8 |
12.4 |
(1)酸浸時為了提高浸取率,可采取的措施是
升高溫度(或增大接觸面積或加快攪拌速度等)
升高溫度(或增大接觸面積或加快攪拌速度等)
(只寫1個);加氨水調(diào)節(jié)pH保持在5.5的目的是
使鐵離子和鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀,除去鐵離子和鋁離子
使鐵離子和鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀,除去鐵離子和鋁離子
。
(2)用MnF
2進(jìn)行深度除雜的目的是除去MgSO
4。發(fā)生的反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng),則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
MnF2+MgSO4=MnSO4+MgF2↓
MnF2+MgSO4=MnSO4+MgF2↓
。
(3)“沉淀”時濾液主要成分可以作為常見的固態(tài)化肥,則該成分可能為
(NH4)2SO4
(NH4)2SO4
(填化學(xué)式),在實(shí)驗(yàn)室中過濾時玻璃棒的作用是
引流
引流
。
(4)“氧化”時,Mn(OH)
2與空氣中的氧氣在60℃條件下反應(yīng)生成Mn
3O
4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
。
(5)⊕通空氣8小時左右,所得固體幾乎全部為Mn
3O
4,推出該結(jié)論的依據(jù)是
Mn3O4中錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%,通空氣8小時左右,固體中錳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%,故所得固體幾乎全部為Mn3O4
Mn3O4中錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%,通空氣8小時左右,固體中錳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%,故所得固體幾乎全部為Mn3O4
。
【答案】升高溫度(或增大接觸面積或加快攪拌速度等);使鐵離子和鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀,除去鐵離子和鋁離子;MnF
2+MgSO
4=MnSO
4+MgF
2↓;(NH
4)
2SO
4;引流;6Mn(OH)
2+O
22Mn
3O
4+6H
2O;Mn
3O
4中錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%,通空氣8小時左右,固體中錳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%,故所得固體幾乎全部為Mn
3O
4