Question

【題目】馬日夫鹽[Mn(H2PO4)2·H2O]主要用作磷化劑。以軟錳礦(主要成分為MnO2及少量的FeO、Al2O3和SiO2)為原料制備馬日夫鹽的主要工藝流程如圖：

(1)按照無機(jī)物命名規(guī)律，馬日夫鹽[Mn(H2PO4)2·2H2O]的化學(xué)名稱為______。在反應(yīng)中，Mn2+若再失去一個(gè)電子比Fe2+再失去一個(gè)電子難，從原子結(jié)構(gòu)解釋其原因_______。

(2)“浸錳”過程中主要反應(yīng)的離子方程式為_______。濾渣X主要成分為_________。檢驗(yàn)“沉錳”已完成的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是_________。步驟五產(chǎn)生馬日夫鹽晶體的化學(xué)方程式為_________。

(3)Fe3+的萃取率與溶液的pH和接觸時(shí)間之間的關(guān)系如圖，據(jù)此分析，萃取的最佳條件為__________。

(4)馬日夫鹽作防銹磷化劑的原因是利用其較強(qiáng)的酸性以及在防銹處理過程中生成了具有保護(hù)作用的FeHPO4，馬日夫鹽顯酸性的主要原因是__________(用相關(guān)化學(xué)用語回答)。

Answer 1

【答案】二水合磷酸二氫錳 Mn2+外圍電子為3d5的半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，而Fe2+外圍電子為3d6 ，可失去一個(gè)電子變?yōu)?/span>3d5的半充滿穩(wěn)定狀態(tài) 2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2=+Mn2+ Al(OH)3 在上層清液中繼續(xù)滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成則說明沉錳已經(jīng)完成 MnCO3+2H3PO4+H2O=Mn(H2PO4)2·2H2O+CO2↑ pH=1.7下萃取60 min

【解析】

軟錳礦(主要成分為MnO2，還含有少量的FeO、Al2O3和SiO2)用稀硫酸浸取，MnO2、FeO、Al2O3被溶解，同時(shí)MnO2“氧化”Fe2+，剩余的二氧化錳被通入的二氧化硫還原，反應(yīng)為2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2= SO42-+Mn2+，SiO2不溶，過濾，濾渣為SiO2，濾液含有：Mn2+、Fe3+、Al3+，加入有機(jī)萃取劑，除去Fe3+，調(diào)節(jié)水層的pH除去Al3+，濾渣X為Al(OH)3，濾液主要含有硫酸錳，加入碳酸鈉溶液沉錳，得到碳酸錳，碳酸錳與磷酸反應(yīng)，凈化得到Mn(H2PO4)22H2O，據(jù)此分析解答。

(1)馬日夫鹽[Mn(H2PO4)22H2O的化學(xué)名稱為二水合磷酸二氫錳；Mn2+外圍電子為3d5的半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，而Fe2+外圍電子為3d6 ，可失去一個(gè)電子變?yōu)?/span>3d5的半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，因此Mn2+若再失去一個(gè)電子比Fe2+再失去一個(gè)電子難，故答案為：二水合磷酸二氫錳；Mn2+外圍電子為3d5的半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，而Fe2+外圍電子為3d6 ，可失去一個(gè)電子變?yōu)?/span>3d5的半充滿穩(wěn)定狀態(tài)；

(2)“浸錳”過程中，二氧化錳將亞鐵離子氧化生成鐵離子，多余的二氧化錳被二氧化硫還原為錳離子，反應(yīng)的離子方程式為2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2= SO42-+Mn2+。濾渣X主要成分為Al(OH)3。“沉錳”過程中加入碳酸鈉與硫酸錳反應(yīng)生成碳酸錳沉淀，檢驗(yàn)“沉錳”已完成的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是在上層清液中繼續(xù)滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成則說明沉錳已經(jīng)完成。步驟五產(chǎn)生馬日夫鹽晶體的化學(xué)反應(yīng)方程式為H2O+MnCO3+2H3PO4=Mn(H2PO4)22H2O+CO2↑，故答案為：2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2= SO42-+Mn2+；Al(OH)3；在上層清液中繼續(xù)滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成則說明沉錳已經(jīng)完成；MnCO3+2H3PO4+H2O=Mn(H2PO4)2·2H2O+CO2↑；

(3)由Fe3+的萃取率與溶液的pH和接觸時(shí)間之間的關(guān)系圖，可知萃取的最佳條件為pH=1.7下萃取60min，萃取率最大，故答案為：pH=1.7下萃取60min；

(4)馬日夫鹽水解顯酸性主要是磷酸二氫根離子能夠電離，電離方程式為H2PO4-H++HPO42-，故答案為：H2PO4-H++HPO42-。