Question

菱锰矿的主要成分是碳酸锰，还含有Fe₂O₃、FeO、CaO、MgO等成分．某化工厂用废盐酸（质量分数约为20%）与菱锰矿制备MnCl₂.4H₂O（106℃时失去一分子结晶水，198℃时失去全部结晶水），部分工艺流程如图1：

（1）盐酸与菱锰矿中碳酸锰反应的化学方程式为______
（2）酸浸取时，浸出时间对浸出率的影响如图2所示，工业采用的浸取时间是60min，其可能的原因是______．
（3）图1中“净化剂X”可能是______．
（4）加入MnSO₄后控制实验条件析出某种杂质离子的盐Y，盐Y的主要成分是______．
（5）浓缩结晶时，必须一出现晶膜就立刻停止加热，其原因是______．

Answer 1

解：1）菱锰矿的主要成分是碳酸锰，碳酸锰与盐酸反应生成氯化锰、二氧化碳、水，反应方程式为MnCO₃+2HCl=MnCl₂+CO₂↑+H₂O．
故答案为：MnCO₃+2HCl=MnCl₂+CO₂↑+H₂O．
（2）图中反映浸取时间为60分钟时浸取率出现第一个峰值，此后时间延长对浸出率没有明显影响．从提高生产效率角度考虑再延长浸出时，浸出的增量不明显，而且还会增大生产成本，选择浸出时间为60分钟较为合理．
故答案为：浸取时间为60分钟时浸取率出现第一个峰值，此后时间延长对浸出率没有明显影响．从提高生产效率角度考虑再延长浸出时，浸出的增量不明显，而且还会增大生产成本，选择浸出时间为60分钟较为合理．
（3）由工艺流程可知，图1中“净化剂X”目的除去溶液中Ca²⁺，因为不能引入新的杂质，所以“净化剂X”是MnCO₃．
故答案为：MnCO₃．
（4）根据转化图可知，此时留在溶液中的阳离子除了锰离子外，主要就是镁离子，所以Y是硫酸镁晶体．
故答案为：MgSO₄．
（5）由信息可知，MnCl₂?4H₂O在加热时容易失去结晶水，若水分太少可能导致得到的晶体是失去部分结晶水的产物，导致产品不纯．
故答案为：若水分太少可能导致得到的晶体是失去部分结晶水的产物，导致产品不纯．
分析：（1）菱锰矿的主要成分是碳酸锰，碳酸锰与盐酸反应符合复分解反应，生成氯化锰、二氧化碳、水．
（2）图中反映浸取时间为60分钟时浸取率出现第一个峰值，此后时间延长对浸出率没有明显影响．再延长浸出时，浸出的增量不明显，而且还会增大生产成本．
（3）由工艺流程可知，图1中“净化剂X”目的除去溶液中Ca²⁺，因为不能引入新的杂质，所以“净化剂X”是MnCO₃．
（4）根据转化图可知，此时留在溶液中的阳离子除了锰离子外，主要就是镁离子．据此判断．
（5）由信息可知，MnCl₂?4H₂O在加热时容易失去结晶水，导致产品不纯．
点评：考查学生对工艺流程的理解、阅读题目获取信息的能力、对实验操作的理解、物质分离提纯等，难度中等，需要学生综合运用知识解决问题，注意基础知识的全面掌握．