Question

【题目】工业上用菱锰矿（MnCO3）[含FeCO3、SiO2、Cu2（OH）2CO3等杂质]为原料制取二氧化锰，其流程示意图如下：
已知：
生成氢氧化物沉淀的pH

	Mn（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Cu（OH）2
开始沉淀时	8.3	6.3	2.7	4.7
完全沉淀时	9.8	8.3	3.7	6.7

注：金属离子的起始浓度为0.1mol/L
回答下列问题：
（1）含杂质的菱锰矿使用前需将其粉碎，主要目的是 ． 盐酸溶解MnCO3的化学方程式是 ．
（2）向溶液1中加入双氧水时，反应的离子方程式是 ．
（3）滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS，以除去Cu2+ ， 反应的离子方程式是 ．
（4）将MnCl2转化为MnO2的一种方法是氧化法．其具体做法是用酸化的NaClO3溶液将MnCl2氧化，该反应的离子方程式为： Mn2++ClO3﹣+=++ ．
（5）将MnCl2转化为MnO2的另一种方法是电解法． ①生成MnO2的电极反应式是
②若直接电解MnCl2溶液，生成MnO2的同时会产生少量Cl2 ． 检验Cl2的操作是 ．
③若在上述MnCl2溶液中加入一定量的Mn（NO3）2粉末，则无Cl2产生．其原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）增大接触面积，提高反应速率；MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O
（2）2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe（OH）3↓+4H+
（3）MnS+Cu2+=Mn2++CuS
（4）5；2；4H2O；Cl2↑；5MnO2；8H+5Mn2++2ClO3﹣+4H2O=Cl2↑+5MnO2+8H+
（5）Mn2+﹣2e﹣+2H2O=MnO2+4H+；将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近，若试纸变蓝则证明有Cl2生成；其它条件不变下，增大Mn2+浓度[或增大c（Mn2+）/c（Cl﹣）]，有利于Mn2+放电（不利于Cl﹣放电）
【解析】解：菱锰矿用盐酸酸浸，MnCO3、FeCO3、Cu2（OH）2CO3与盐酸反应，SiO2不与盐酸反应，过滤得到滤渣1为SiO2 ， 滤液1中含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜及剩余的HCl，向滤液中加入生石灰，调节溶液pH=4，加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+ ， 在PH=4时氧化得到Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，过滤除去，滤液2中加入MnS，将溶液中Cu2+转化为CuS沉淀过滤除去，滤液3中为MnCl2 ， 系列转化得到MnO2 ． （1）将菱锰矿粉碎，可以增大接触面积，提高反应速率；碳酸镁与盐酸反应生成氯化镁、二氧化碳与水，反应方程式为：MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O， 所以答案是：增大接触面积，提高反应速率；MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O；（2）加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+ ， 在PH=4时氧化得到Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，根据电荷守恒有氢离子生成，反应离子方程式为：2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe（OH）3↓+4H+ ，
所以答案是：2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe（OH）3↓+4H+；（3）MnS与氯化铜反应转化更难溶的CuS，同时得到氯化镁，反应离子方程式为：MnS+Cu2+=Mn2++CuS，
所以答案是：MnS+Cu2+=Mn2++CuS；（4）用酸化的NaClO3溶液将MnCl2氧化得到MnO2 ， Mn元素发生氧化反应，则Cl元素发生还原反应生成Cl2 ， 由于在酸性条件下反应，根据电荷守恒可知，生成物中有H+生成，根据H元素守恒，可知反应物中缺项物质为H2O，配平后离子方程式为：5Mn2++2ClO3﹣+4H2O=Cl2↑+5MnO2+8H+ ，
所以答案是：5Mn2++2ClO3﹣+4H2O=Cl2↑+5MnO2+8H+；（5）①由题意可知，Mn2+转化为MnO2 ， 发生氧化反应，由O元素守恒可知有水参加反应，由电荷守恒可知应有H+生成，电极反应式为：Mn2+﹣2e﹣+2H2O=MnO2+4H+ ，
所以答案是：Mn2+﹣2e﹣+2H2O=MnO2+4H+；②生成氯气发生氧化反应，在阳极产生，检验Cl2的操作是：将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近，若试纸变蓝则证明有Cl2生成，
所以答案是：将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近，若试纸变蓝则证明有Cl2生成；③Mn2+、Cl﹣都在阳极放电，二者为竞争关系，增大Mn2+浓度[或增大c（Mn2+）/c（Cl﹣）]，有利于Mn2+放电（不利于Cl﹣放电），
所以答案是：其它条件不变下，增大Mn2+浓度[或增大c（Mn2+）/c（Cl﹣）]，有利于Mn2+放电（不利于Cl﹣放电）．