Question

7．马日夫盐是一种白色晶体，易溶于水，常用于机械设备的磷化处理．以软锰矿（主要成分为MnO₂，还含有少量的Fe₂O₃、FeO和Al₂O₃）为原料制备马日夫盐的流程如图：

（1）软锰矿要先制成矿浆的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率，葡萄糖（C₆H₁₂O₆）与MnO₂反应时，产物为MnSO₄、CO₂和H₂O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为12：1．
（2）用H₂O₂溶液“氧化”时发生反应的列子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（3）已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示、“调pH并过滤”时，应调整的pH范围为5.0～7.8，滤渣1的主要成分为Fe（OH）₃和Al（OH）₃（填化学式）．

金属离子	开始沉淀的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）加入磷酸后发生反应的化学方程式为MnCO₃+2H₃PO₄═Mn（H₂PO₄）₂+CO₂↑+H₂O．
（5）某工厂用上述流程制备马日夫盐，已知软锰矿中MnO₂的含量为87%，整个流程中锰元素的损耗率为9%，则1t该软锰矿可制得马日夫盐2.5935t．

Answer 1

分析 软锰矿（主要成分为MnO₂，还含有少量的Fe₂O₃、FeO和Al₂O₃）与废硫酸、葡萄糖混合，得到含有金属阳离子Mn²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺的溶液，加入过氧化氢溶液氧化Fe²⁺为Fe³⁺，调节pH5.0～7.8，沉淀Fe³⁺、Al³⁺，滤渣1为Fe（OH）₃和Al（OH）₃，滤液为MnSO₄溶液，加入碳酸钠溶液沉锰，过滤，得到MnCO₃沉淀，与磷酸反应：MnCO₃+2H₃PO₄═Mn（H₂PO₄）₂+CO₂↑+H₂O，加入碳酸钡净化，浓缩结晶得到马日夫盐Mn（H₂PO₄）₂•2H₂O，据此分析解答．

解答 解：（1）为增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率，软锰矿要先制成矿浆；葡萄糖（C₆H₁₂O₆）与MnO₂反应时，产物为MnSO₄、CO₂和H₂O，则反应为：12MnO₂+C₆H₁₂O₆+24H₂SO₄=12MnSO₄+6CO₂↑+18H₂O，二氧化锰为氧化剂，葡萄糖为还原剂，故反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为12：1；
故答案为：增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；12：1；
（2）过氧化氢溶液氧化Fe²⁺为Fe³⁺，反应为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（3）调节pH沉淀Fe³⁺、Al³⁺，但不能沉淀Mn²⁺，由表可知，调节pH为5.0～7.8，可以达到目的，故滤渣1为Fe（OH）₃和Al（OH）₃；
故答案为：5.0～7.8；Fe（OH）₃和Al（OH）₃；
（4）MnCO₃沉淀与磷酸反应为MnCO₃+2H₃PO₄═Mn（H₂PO₄）₂+CO₂↑+H₂O；
故答案为：MnCO₃+2H₃PO₄═Mn（H₂PO₄）₂+CO₂↑+H₂O；
（5）软锰矿中MnO₂的含量为87%，整个流程中锰元素的损耗率为9%，设得到马日夫盐质量为x，根据锰元素质量守恒，则有$\frac{55}{87}$×1t×87%×91%=$\frac{55}{285}$×x，解得x=2.5935；
故答案为：2.5935．

点评 本题考查了物质的制备，涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解等，理解工艺流程原理是解题的关键，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，题目难度中等．