过渡金属-锰及其化合物（含解析）-2026届高中化学一轮复习讲义

镒及其化合物

【核心知识梳理】

1.镒的原子结构——25Mn

电子排布式Is22s22P63s23P63d54s2

简化电子排布式[Ar]3d54s2

电子排布图MM巾川

(轨道表示式)is2s2P3s3p3d4s

价层电子排布式3d54s2

周期表中的位置第四周期第VDB族

常见化合价+2、+4、+7

2.镒(Mn)的性质

⑴铳是活泼金属，在空气中表面生成一层氧化物保护膜，加热时与02反应生成MI13O4

3Mn+2O2M113O4

(2)与酸的反应:Mn的活泼性在A1与Zn之间，与非氧化性酸反应生成Mn(II)盐和也,但和冷浓H2SO4

反应很慢(钝化)

+2+

Mn+2H=Mn+H2T

(3)与水的反应：镒在水中，因表面生成氢氧化铳沉淀而阻止反应继续进行

3.镒的其化合物：镒元素的常见价态有+7、+6、+4、+3、+2

⑴镒(H)化合物的性质

①M/+在酸性介质中+稳定：在酸性溶液中的稳定性强于在碱性溶液中的稳定性

-2+

②在碱性条件下，MiP+易被氧化为MnCh：CIO+Mn+2OH~=C1~+MnO2；+H2O

③M/+在酸性条件下能被NaBiCh、PbC>2、(NH^SzOs氧化成MnO了

2+++3+

2Mn+5NaBiO3+14H=5Na+5Bi+2MnO4+7H2O

2++2+

2Mn+5PbO2+4H=2MnO4+5Pb+2H,0

2Mn2++5s2Or+8H2O=2MnOl+10SC)r+16H+

【微点拨】a.介质不能用盐酸，因为Cl有还原性，能与MnO]反应

b.Mi?+的量不能太多，否则：2MnO[+3Mn2++2H2O=5MnC)2j+4H+

④Mn(OH)2为白色难溶物，Ksp=4.0xl(pi4,极易被空气氧化，水中少量氧气能将其氧化成褐色

MnO(OH)2沉淀：2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2

⑵镒(IV)化合物的性质

①最重要的Mn(IV)化合物是MnCh，二氧化镭在中性介质中很稳定，在碱性介质中倾向于转化成镒

(VI)酸盐；在酸性介质中是一种强氧化剂，倾向于转化成M/十

MnCh+4HC1(浓)MnCb+CI2T+2H2O

②简单的Mn(IV)盐在水溶液中极不稳定，或水解生成水合二氧化锦MnO(OH)2,或在浓强酸中和

水生成氧气和Mn(II)

(3)Mn(VI)化合物的生成与性质

①最重要的Mn(VI)化合物是镒酸钾K2MnO4o在熔融碱中MnO2被空气氧化生成K2MnO4

2MnO2+O2+4KoH2K2MnC>4(深绿色)+2比0

②MnOK存在于强碱性溶液中，在酸性、中性环境中均发生歧化反应

-

3MnOF+2H2O=2MnO4+MnO2i+4OH

+

3MnOF+4H=2MnO?+MnO2；+2H2O

3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2；+2K2cO3

③镒酸钾是制备高镒酸御（KMnO。的中间体：2MnOF+2H2O2MnOZ+2OIT+H2T

（4）KMnO4的性质

①深紫色晶体

②热稳定性差，通常保存在棕色试剂瓶中：2KMnO4K2MnO4+MnO2+02?

③在酸性介质中，MnO1具有强氧化性，本身被还原为MM+：可以氧化Fe?+、C「、H2c2O4、H2O2

等

2++2+3+

MnO；+5Fe+8H=Mn+5Fe+4H2O

+2+

2MnO；+16H+10CP=2Mn+5CLT+8H2O

+2+

2MnO；+6H+5H2C2O4=2Mn+IOCO2T+8H2O

+2+

2MnO；+6H+5H2O2=2Mn+5O2?+8H2O

④在碱性、中性或微弱酸性溶液中，MnO了仍旧是氧化剂，本身被还原为MnCh

2MnOr+r+H2O=2MnO2J.+IOF+2OH

⑤在强碱性溶液中，当MnO了过量时，还原产物是MnO『

2MnO7+SOF+2OH=2MnOF+SOF+H2O

【巩固练习】

1.工业以软镒矿（主要成分是MnCh，含有SiO2、FezCh等少量杂质）为主要原料制备高性能的磁性材

料碳酸镒（MnCCh）,其工业流程如图。下列说法错误的是（）

过量so?Mn02NH*HCO*溶液

|高纯|

浸镒过滤卜

IH1〔MnCoJ

滤渣I

滤渣n

+2+

A.浸锦过程中FezCh与SO2反应的离子方程式为Fe2O3+SO2+2H=2Fe+SOf+H2O

B.过滤I所得滤液中主要存在的金属阳离子为Mn2\Fe3+和Fe2+

C.滤渣II的主要成分含有Fe（OH）3

D.过滤H所得的滤液中加入NH4HCO3溶液发生反应的主要离子方程式为Mn2++2HCO；

=MnCO3；+CO2T+H2O

2.碳酸锦（MnCCh）是生产电讯器材用铁氧体的原料。利用软镒矿（主要成分为MnO2,还含有少量A12O3

和SiCh等杂质）合成碳酸镒的流程如下，下列说法错误的是（）

NaOH溶液稀硫酸SO2NaHCO,溶液

滤液1滤渣2

A.“滤液1”的成分只有NaAQ、NazSiCh和NaOH

2++

B.“沉镒”时发生的离子方程式为Mn+HCOF=MnCO3+H

C.取最后一次洗涤液少许，滴加氯化钢可检验产品是否洗涤干净

D.实验室中“过滤、洗涤”操作均用到漏斗

3.软锦矿的主要成分是MnCh,还含有少量的CaO、MgO、CuO等杂质。用软镒矿生产MnSCU晶体

的部分工艺流程如图所示。下列说法错误的是（）

FeCaCO3BaSMnF2

A.可用NaOH溶液检验浸出液中的Fe?+B.CaCCh的作用是调节溶液pH

C.BaS可除去Ci?+D.“深度除杂”中加入MnF?除去Mg2+和Ca2+

4.重质二氧化锦具有优良的电化学性能，广泛应用于各类化学电源中。以硫酸锦为原料制备重质二

氧化锦的工艺流程如图。下列说法错误的是（）

硫酸、高钵酸钾

碳酸氢钱溶液

硫酸镒溶液

2++

A.“沉镒”的主要反应为Mn+HCO；=MnCO3；+H

B.“焙烧”过程在敞开、低压容器中进行效率更高

C.用少量氨水吸收“焙烧”产生的气体，所得溶液可用于“沉锦”

D.工艺中的硫酸表现酸性，高镒酸钾作氧化剂

5.以二氧化镒为原料制取高镒酸钾晶体的实验流程如图，下列有关说法正确的是（）

KOHKC103H2OC02

K2MnO,

溶液浓缩

MnO-灼烧浸取转化T过滤KMnO

2结晶4

Mn02母液

A.“灼烧”时，可在玻璃生烟中进行

B.“浸取”时，可用无水乙醇代替水

C.“转化”反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：1

D.“浓缩结晶”后的母液中只有KMnCU和K2c。3两种溶质

6.如图是实验室中制取KMnCU的流程图，已知KzMnCU呈墨绿色，下列说法中错误的是（）

KOH①加热熔融」母酬蜘|③蒸馅包黑绿色④通入

COzT混合液|

KC10,②加入MnO；幽幽分批浸破浸取液一’

一^H油液卜〈⑤加热

KMnO

4趁热过滤

A.第①步在瓷坦期中进行，第⑥步中加热浓缩在蒸发皿中进行

B.第②步加入的MnCh做还原剂，第④步通CO2发生反应：3MnOF+2CO2=2MnO；+MnO2；

+2CO5

C.第③步分批浸取可提高浸取率

D.第⑤步加热趁热过滤，说明KMnCU的溶解度随温度变化比较大

7.以废旧锌镒电池中的黑镒粉［含MnO2>MnO（OH）、NH4CI、ZnCb、FezCh及炭黑等］为原料制备

MnCh,实现锦的再利用。其工艺流程如图，下列说法不正确的是（）

A.步骤①分离出NH4CI、ZnCb的试剂和操作为：水、过滤

B.步骤②中发生的反应：C+02co2、4MnO（OH）+O24MnO2+2H2O

C.步骤③若先加H2O2、后加H2so4,可提高H2O2的利用率

D.步骤④所得MnCb溶液中含有少量CaSO4杂质

8.工业上以某软铳矿（主要成分为MnCh，还含有SiCh、AI2O3等杂质）为原料，利用烟道气中的SO?

制备MnSO«H?。的流程如图所示，下列说法正确的是（）

稀HzSO,-q.1广滤渣A

软钵矿一遢遐滤氨水一；.产滤渣B

烟道气L液T调届=5~^震看作

1J警-!-MnSO4-H2O

A.滤渣A的主要成分为Si,滤渣B的主要成分为Al（0H）3

2+

B.“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为Mn02+SO2=Mn+SO?

C.滤液1中主要含有的离子是Mn2+、SOF>AF+、OH

D.操作I为蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥

9.以黄铁矿（主要成分是FeS2,含少量SiCh）和软铸矿（主要成分是MnCh，含少量FezCh、AI2O3）为原

料制备MnSCUHzO的工艺流程如图。下列说法正确的是（）

NaOH

稀硫酸溶液氨水NH4HCO3

滤渣1滤渣2

稀硫酸

I

MnSO4-H2O—......T操作A卜——MnCO3-——

A.酸浸和沉镒操作均应在较高温度下进行

B.滤渣1的成分中含有S和SiC）2

C.调pH的目的只为除去溶液中的Fe3+

D.沉镒操作中主要反应的离子方程式是2HCO5+Mn2+=MnCO31+CO2T+H2O

10.（2024.新课标卷）钻及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一

种从湿法炼锌产生的废渣（主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物）中富集回收得到含镐高钻成品

的工艺如下：

已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全（cWlxlO—moLLF）时的pH：

X

回答下列问题：

（1）“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是;“滤渣1”中金属元素主要为

(2)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是，取少量反应后的溶液,

加入化学试剂检验,若出现蓝色沉淀，需补加MnO2

(3)“氧化沉钻”中氧化还原反应的离子方程式为、

(4)“除钻液”中主要的盐有(写化学式)，残留的C03+浓度为______mol-L1

11.(2024•浙江1月卷)固态化合物Y的组成为MgCaFeMn(CO3)4,以Y为原料实现如下转化。

COI

T气体D枝

固体E|T溶液c|

MnCO

jCaCO3

Fe(OH)J3

已知：NH3与溶液A中金属离子均不能形成配合物

请回答：

⑴依据步骤III,MnCCh、CaCO3和MgCCh中溶解度最大的是»写出溶液C中的所有阴离子

«步骤H中，加入NH4cl的作用是

(2)下列说法正确的是

A.气体D是形成酸雨的主要成分B.固体E可能含有Na2c03

C.Mn(0H)2可溶于NH4cl溶液D.碱性：Ca(OH)2<Fe(OH)2

⑶酸性条件下，固体NaBiCh(微溶于水，其还原产物为无色的的3+)可氧化MiP+为MnOI,根据该反

应原理，设计实验验证Y中含有Mn元素；写出Md+转化为Mn03的离子方程式

12.(2023•全国乙卷)LiMmCU作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锦矿(MnCCh,含有

少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMmCU的流程如下：

硫酸MnO2石灰乳BaS碳酸锂CO?和

滤渣电解废液

33

已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8xior9,^P[A1(OH)3]=1.3xl0-,Kp[Ni(OH)2]=5.5xl()r6

回答下列问题：

(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为,为提高溶矿速

率，可采取的措施(举1例)

(2)加入少量MnO2的作用是,不宜使用H2O2替代MnO2,原因是

(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4,此时c(Fe3+)=mol-L^1；用石灰乳调节至pH，7,除

去的金属离子是

(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+,生成的沉淀有

(5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为,随着电解反

应进行，为保持电解液成分稳定，应不断，电解废液可在反应器中循环利用

(6)缎烧窑中，生成LiMmCU反应的化学方程式是

232+2+

13.(2023・辽宁卷)某工厂采用如下工艺处理银钻矿硫酸浸取液含(Ni2+、Co\Fe"Fe\Mg^Mn)o

实现银、钻、镁元素的回收。

混合气

石灰乳(SO2+空气)NaOHNaOH

1-------------1.滤液1——滤液_1_

硫酸浸取液—»氧化---------沉钻镇—沉镁—上层清液

滤渣钻银渣沉渣

已知:

物质

Fe(OH)3CO(OH)2Ni(OH)2Mg(OH)2

Ksp10-37.410-14.710r4.710-10.8

回答下列问题:

(1)用硫酸浸取银钻矿时，提高浸取速率的方法为(答出一条即可)

(2)“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5),1mollhSOs中

过氧键的数目为

(3)“氧化”中,用石灰乳调节pH=4,Md+被H2s05氧化为MnCh,该反应的离子方程式为(H2SO5

的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为MnCh、(填化学式)

(4)“氧化”中保持空气通入速率不变，Mn(II)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为时，

Mn(II)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，Mn(II)氧化速率减小的原因是

%

»、

97

嘛

n(

u)

工

(5)“沉钻银”中得到的Co(II)在空气中可被氧化成CoO(OH),该反应的化学方程式为

(6)“沉镁”中为使Mg2+沉淀完全(25℃),需控制pH不低于(精确至0.1)

14.(2020•山东卷)用软铳矿(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4>AI2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺

流程如下:

物质

Fe(OH)2Fe(OH)3A1(OH)3Mn(OH)2

1X10-16.31X10-38.61X10-32.3IxlO-12-7

回答下列问题：

(1)软镭矿预先粉碎的目的是,MnO2与BaS溶液反应转化为MnO

的化学方程式为_________________________________________________

⑵保持BaS投料量不变，随MnCh与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba(OH)2

的量达到最大值后会减小，减小的原因是

(3)滤液I可循环使用，应当将其导入到操作中(填操作单元的名称)

(4)净化时需先加入的试剂X为(填化学式)，再使用氨水调溶液的pH,则pH的理论最小值

为(当溶液中某离子浓度Kl.OxlO-mol.Li时，可认为该离子沉淀完全)

(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为

15.(2020•北京卷)MnCh是重要化工原料，由软铳矿制备MnCh的一种工艺流程如下：

“反丁4过量H2so4、过量铁屑、，计次八、加一C

软镒矿----溶出(20℃)-------"MI12+溶出液Mir+纯化液MnO2

资料：①软锦矿的主要成分为MnCh，主要杂质有AI2O3和SiCh

②金属离子沉淀的pH

Fe3+Al3+Mn2+Fe2+

开始沉淀时1.53.45.86.3

完全沉淀时2.84.77.88.3

③该工艺条件下，MnCh与H2so4不反应

⑴溶出

①溶出前，软铸矿需研磨目的是

②溶出时，Fe的氧化过程及得到M/+的主要途径如图所示。

MnO2Mn*

Fe——►Fe2*、乂Fe»

i.II是从软铳矿中溶出Mr?+的主要反应，反应的离子方程式是

ii.若Fe?+全部来自于反应Fe+2H+=Fe2++H2f,完全溶出Mi?+所需Fe与MnCh的物质的量

比值为2,而实际比值(0.9)小于2,原因是

⑵纯化

已知02的氧化性与溶液pH有关。纯化时先加入MnCh，后加入NH3H2O,调溶液plh5,说明试

剂加入顺序及调节pH的原因：__________________________________________________________

⑶电解

Mi?+纯化液经电解得MnCh，生成MnO2的电极反应式是

(4)产品纯度测定

向ag产品中依次加入足量bgNa2c2。4和足量稀H2SO4,加热至充分反应，再用cmoLL-iKMnCU

溶液滴定剩

余Na2c2。4至终点，消耗KMnCU溶液的体积为dL。(已知：MnCh及MnOj均被还原为乂产，相

对分子质量：MnCh86.94；Na2c2O4134.0)产品纯度为(用质量分数表示)

16.(2019•全国III)高纯硫酸铳作为合成镶钻镒三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锦粉与硫

化镐矿(还含Fe、AhMg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如下图所示。回答下列问题：

H2s。4Mn02氨水Na2sMnF2NH4HCO3

滤渣1滤渣2滤渣3滤渣4

相关金属离子［co(M"+)=O.lmoLL」形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

金属离子Mn2+Fe2+Fe3+AF+Mg2+Zn2+Ni2+

开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9

沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9

(1)“滤渣1”含有S和；写出“溶浸”中二氧化锦与硫化镒反应的化学方程式

(2)“氧化”中添加适量的MnCh的作用是

(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为~6之间

(4)“除杂1”的目的是除去Zi?+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是

(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg?+沉淀不完全，原因是

(6)写出“沉镐”的离子方程式___________________________________________________

(7)层状镶钻锦三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnKh，其中Ni、Co、Mn

的化合价分别为+2、+3、+4o当x=y=工时，z=

17.(2016・全国I卷)高铳酸钾(KMnCU)是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软

锦矿(主要成分为MnCh)为原料生产高锦酸钾的工艺路线如下，回答下列问题:

回碱

⑴原料软镒矿与氢氧化钾按1：1的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锯矿粉碎，其作用是

(2)“平炉”中发生反应的化学方程式为

(3)“平炉”中需要加压，其目的是

(4)将K2M11O4转化为KMnO4的生产有两种工艺

①"CO?歧化法”是传统工艺，即在KzMnCU溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K2MnO4

发生歧化反应。反应中生成KMnC>4、M11O2和(写化学式)

②“电解法”为现代工艺，即电解KzMnCU水溶液。电解槽中阳极发生的电极反应为

,阴极逸出的气体是

③“电解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为

(5)高锌酸钾纯度的测定：称取1.0800g样品，溶解后定容于100mL容量瓶中，摇匀。取浓度为0.200

Omol/L的H2c2。4标准溶液20.00mL,加入稀硫酸酸化，用KMnCU溶液平行滴定三次，平均消耗

的体积为24.48mL。该样品的纯度为(列出计算式即可，已知2MnO1+5H2c2O4+6H

+2+

=2Mn+10CO2T+8H2O)

18.(2015•全国H卷)酸性锌锦干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳

粉、MnCh、ZnCb和NH4cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电

池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示:

化合物

Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3

Ksp近似值10一"IO”10-39

溶解度/(g/100g水)

温度/℃020406080100

化合物

NH4C129.337.245.855.365.677.3

ZI1C12343395452488541614

回答下列问题:

(1)该电池的正极反应式为,电池反应的离子方程式为

(2)维持电流强度为0.5A,电池工作5分钟，理论上消耗锌g(已知尸=96500Cmori)

(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCL和NH4CI,二者可以通过分离

回收；滤渣的主要成分是MnCh、和,欲从中得到较纯的MnO2,最简便的方法

是，其原理是

(4)用废电池的锌皮制备ZnSO4-7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀H2SO4

和H2O2溶解，铁变为，加碱调节至pH为时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1x10

fmolL一时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为时，锌开始沉淀(假定Zi?+

浓度为0.1moLL-i)。若上述过程不加H2O2后果是，原因是=

19.利用MnCh悬浊液吸收SO2气体制取连二硫酸镐(MnS2C>6)和硫酸镒(MnSCU)的装置(部分夹持、加

热仪器已省略)如图所示

已知：i.MnS2O6易溶于水，其在pH为2.8〜3.5时最稳定，温度超过30℃会快速分解生成易溶于

水的MnSO4

00

ii.连二硫酸的结构简式为HO—LI—OH

IIII

O()

(l)MnS2O6中S的化合价为

(2)仪器a应装入的药品最好是(填字母)

A.70%的硫酸溶液B.稀盐酸C.稀硝酸D.浓硝酸

(3)装置B的作用为,装置C中的化学方程式为,表明反

应完成的现象是,装置D中水浴温度应控制在80℃左

右，温度不能过高的原因是__________________________________________

(4)测定MnS2O6中铳的含量：准确称量产品质量，充分加热使之完全分解得到MnSO4,加适量水溶

解，用KMnCU标准溶液进行滴定(Mn元素均转化为MnCh)，即可计算出M11S2O6中镒的含量。滴

定过程中发生反应的离子方程式为________________________________________________

20.以软镒矿(主要成分是MnO2,含有SiO2,Fe2O3等少量杂质)为主要原料合成新型的环保催化剂

(OMS-2)的工艺流程如图：

过量SO2

⑴“浸锦”反应中往往有副产物Mns2G>6生成，温度对“浸铺”反应的影响如图所示。为减少MI1S2O6的

生成，“浸镒”的适宜温度是;调pH后再过滤主要除去___元素

/

1()L

9lr

8/

L

7vr・代表温度对镒浸出率的影响

6

5_

»(

4/

3L

vr♦代表浸镒温度与MnSQf

2r

1v\生成率的关系

vr

0153045607590105120135温度/(fc

(2)Mni20i9中氧元素化合价均为一2价，锦元素的化合价有两种，则Mn(III)、Mn(W)物质的量之比为

0生产过程中KMnO4,MnSCUHO按物质的量之比1：5与K2s2。8反应，产物中硫元素全

部以SOI的形式存在，该反应的离子方程式为___________________________________________

(3)滤液X可进一步分离出多种化合物，其一为盐类，该盐在农业生产中可用作

(4)甲醛(HCHO)在OMS-2催化氧化作用下生成CCh和H2O,现利用OMS-2对某密闭空间的甲醛进行

催化氧化实验。实验开始时，该空间内甲醛含量为1.22mg-L-,CO2含量为0.59一段时

间后测得CO2含量升高至1.47mg.L-i,该实验中甲醛的转化率为(保留三位有效数字)

21.软铳矿的主要成分为MnCh，还含有FezCh、MgO>A12O3>CaO、SiC>2等杂质，工业上用软镒矿

制取MnSO4H2O的流程如下：

先加HQz,

H2SO4,SO2再调pH至5~6MnF2

软镉矿—第J除^^第J除

--j'----""y-----------------ft《‘日

浸出渣滤渣1滤渣2

MnSO»-H2O--|趁热过滤上一

已知：①部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表

金属阳离子Fe3+Al3+Mn2+Mg2+

完全沉淀时的pH3.25.210.412.4

②温度高于27C时，MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低

(1)“浸出”过程中MnCh转化为Mi?+的离子方程式为

⑵第］步除杂中加入H2O2的目的是_______________________________________________

(3)第1步除杂中形成滤渣1的主要成分为(填化学式)，调pH至5-6所加的试剂，可选择

a.CaOb.MgOc.AI2O3d.氨水

(4)第2步除杂，主要是将Ca2+、Mg2+转化为相应氟化物沉淀除去，写出MnF2除去Mg?+的离子方程

式：,该反应的平衡常数为

-11

(已知：MnF2的Ksp=5.3xl(p3；CaF2的Kp=1.5乂10一1°；MgF2W^sp=7.4xl0)

(5)采用“趁热过滤”操作的原因是_________________________________________________

(6)取少量MnSO4H2O溶于水，配成溶液，测其pH发现该溶液显酸性，原因是

(用离子方程式表示)

22.氯化镂焙烧菱锦矿制备高纯度碳酸镒的工艺流程如下，回答下列问题:

氯化被

混合研阑-----便涉"强百~I

氯/.一|蒸琴丽m+NH,浸出渣»

碳酸镒,,J滤液.碳酸氢镂,液］,

产品―I干燥卜］饼|碳化结晶卜净.讷~I净化除杂|

已知：①菱镒矿石主要成分是MnCCh，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素

②相关金属离子[c(M#)=0.1moLLF形成氢氧化物沉淀时的pH如下:

金属离子Al3+Fe3+Fe2+Ca2+Mn2+Mg2+

开始沉淀的pH3.81.56.510.68.19.6

沉淀完全的pH5.23.79.712.610.111.6

③常温下，CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46x10—10、7.42X10-11

(1)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为

(2)分析下列图1、图2、图3,氯化镂焙烧菱铳矿的最佳条件是：焙烧温度，氯化镂与菱镒

图1焙烧温度对镒浸出率的影响率的影响的影响

⑶浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入MnCh将Fe?+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为

;然后调节溶液pH使Fe3+、AF+沉淀完全，此时溶液的pH范围为

2+2+2+512+_1

再加入NH4F沉淀Ca,Mg,当c(Ca)=l.OxWmol.L'时，c(Mg)=molL

(4)碳化结晶时，发生反应的离子方程式为____________________________________________

(5)流程中能循环利用的固态物质是

23.碳酸镒可用作脱硫的催化剂，是合成二氧化镒和制造其他锦盐的原料。工业上从铳泥(主要含

KMnO4和少量MnCh、CuO、PbO等)中回收MnCC)3的流程如图所示，回答下列问题：

H,SO,,FeSO,

混合溶液

通入NH?加入______用氨水调节

[过滤滤液调pH=4固体X滤液pH为6.5V.2MnCO,

i沉淀Fe3+2过量NH4HCO3,沉淀

___一L过滤、洗涤、干燥

|滤渣1]|滤渣2]

(1)“滤渣1”中的主要成分为PbSCU，其中Pb元素的化合价是

2+

(2)Fe2+能将MnO2还原为Mn,该反应的离子方程式

为检验FeSCU是否被氧化，可往滤液1中加入溶液(填化学式)

3+

(3)已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0xl(T38,通入NH3调pH=4时，溶液中c(Fe)=

(4)流程中加入固体X能使Ci?+沉淀，则最适宜的固体X为

a.MnSb.ZnSc.Ca(OH)2d.Ba(OH)2

⑸加入氨水和过量NH4HCO3生成MnCO3沉淀的离子方程式为

/T\

(6)处理锦泥时，H2s04、FeS04混合溶液中;(Fe2+)比值不宜过大，请从节约药品的角度分析，原因

是_____________________________________________________________

⑺若利用100t铳泥制得55tM11CO3，反应中Mn元素的转化率为80.0%,则铳泥中Mn元素的质量

分数为%(精确到小数点后1位)

24.利用菱镒矿(主要成分是MnCCh，含少量AI2O3、Fe2O3>FeO、CaO、MgO等)为原料制备MnCh

的工艺流程如下：

上化镀侬上B

T焙烧Hi用焉处丽轴产化液I

混合气体滤渣1滤渣2调PH=(>.5

I除CO卜气体"I吗收|——>|glgpMn(OH)2-MnCOq

tMnO」

NH,HCO：,溶液母液

10-11

己知：①25℃时，Ksp(MnF2)=5.3xl()-3；^sp(CaF2)=1.5xlO~；^sp(MgF2)=7.4xlO

②相关金属离子［co(M"+)=O.lmolxLF形成氢氧化物沉淀pH范围如下

金属离子Al3+Fe3+Fe2+Ca2+Mn2+Mg2+

开始沉淀时的pH3.81.56.310.68.89.6

沉淀完全时的pH5.22.88.312.610.811.6

(1)“除杂1”中加入适量MnO2的作用是，应调节溶液pH不小于

(2)“除杂2”的主要目的将Ca2+、Mg2+转化为相应的氟化物沉淀而除去，除去Ca2+的离子方程式为

_______________________________________________,该反应的平衡常数为

⑶“沉铳”中生成Mn(OH)2MnCO3沉淀的离子方程式为

“母液”经加热等系列操作后可返回“”工序循环使用

(4)以MnSCU—(NH4)2SC>4为电解质溶液，利用下图装置可同时制备金属镒和MnO2o离子交换膜a为

,阳极电极反应式为___________________________________________________

不锈钢隔板钛阳极

F离子交换膜a心+

25.某科研课题小组研究利用含H+、Na\Zn2+>Mn2+,Fe2+,Fe3+,SO?」的工业废电解质溶液,

制备高纯的ZnO、MnO2>Fe2O3,设计实验流程如下:

双氧水NaOH溶液NaOH溶液MnSN&SQB溶液

滤渣1滤渣n滤渣in

回答下列问题：

(1)加入双氧水的目的是____________________________

(2)第一次调pH使Fe3+完全沉淀，写出反应的离子方程式____________________________

(3)第二次调pH前，科研小组成员分析此时的溶液，得到常温下相关数据如下表(表中金属离子沉淀

完全时，其浓度为1x10-5moi.L-1)

浓度/(mol♦L—i)氢氧化物的Kp开始沉淀的pH沉淀完全的pH

Zn2+0.121.2x10-"6.08.1

Mn2+0.104.0x10-147.89