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)按照無機物命名規律，馬日夫鹽[Mn(H2PO4)2·2H2O]的化學名稱為______。在反應中，Mn2+若再失去一個電子比Fe2+再失去一個電子難，從原子結構解釋其原因_______。

(2)“浸錳”過程中主要反應的離子方程式為_______。濾渣X主要成分為_________。檢驗“沉錳”已完成的實驗操作及現象是_________。步驟五產生馬日夫鹽晶體的化學方程式為_________。

(3)Fe3+的萃取率與溶液的pH和接觸時間之間的關系如圖，據此分析，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的酸性以及在防銹處理過程中生成了具有保護作用的FeHPO4，馬日夫鹽顯酸性的主要原因是__________(用相關化學用語回答)。

Answer 1

【答案】二水合磷酸二氫錳 Mn2+外圍電子為3d5的半充滿穩定狀態，而Fe2+外圍電子為3d6 ，可失去一個電子變為3d5的半充滿穩定狀態 2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2=+Mn2+ Al(OH)3 在上層清液中繼續滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成則說明沉錳已經完成 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MnO2“氧化”Fe2+，剩余的二氧化錳被通入的二氧化硫還原，反應為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+，加入有機萃取劑，除去Fe3+，調節水層的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，凈化得到Mn(H2PO4)22H2O，據此分析解答。

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

(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生成碳酸錳沉淀，檢驗“沉錳”已完成的實驗操作及現象是在上層清液中繼續滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成則說明沉錳已經完成。步驟五產生馬日夫鹽晶體的化學反應方程式為H2O+MnCO3+2H3PO4=Mn(H2PO4)22H2O+CO2↑，故答案為：2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2= SO42-+Mn2+；Al(OH)3；在上層清液中繼續滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成則說明沉錳已經完成；MnCO3+2H3PO4+H2O=Mn(H2PO4)2·2H2O+CO2↑；

(3)由Fe3+的萃取率與溶液的pH和接觸時間之間的關系圖，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-。