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（14分）锰锌软磁铁氧体具有高磁导率、低矫顽力和低功率损耗等性能，已广泛应用于电子工业。碳酸锰主要用于制备锰锌软磁铁氧体，而制碳酸锰的原料之一是二氧化锰。某化学研究性学习小组拟从废旧干电池中回收二氧化锰制取碳酸锰。
①将干电池剖切、分选得到黑色混合物（主要成分为MnO2）洗涤、过滤、烘干。
②将上述固体按固液体积比2:9加入浓盐酸、加热，反应完全后过滤、浓缩。
③向上述溶液中加入Na2CO3溶液，边加边搅拌，再过滤即可得到碳酸锰。
(l)在第②步中，将上述固体与浓盐酸混合的目的是
（2）有人认为，将第③步中的Na2CO3溶液换成NH4HCO3溶液，也能达到上述目的，但同时有气体生成。请写出加入NH4HCO3溶液时发生的离子反应方程式 。
（3）查阅文献，发现第③步中，除生成MnCO3外还有可能生成Mn(OH)2，已知Mn(OH)2暴露在空气中时间稍长，易被氧化成褐色的MnO(OH)2, MnCO3和MnO(OH)2受热最终均分解成MnO2，该小组对上述沉淀的成分提出以下假设，请帮助完成假设：
假设一：全部为MnCO3； 假设二：全部为Mn(OH)2； 假设三：
为验证假设二是否正确，该小组进行了以下研究：
①定性研究：请你完成下表中的内容．
| 实验步骤（不要求写出具体步骤） | 预期的实验现象和结论 |
| 将所得沉淀过滤、洗涤， | |
| | |
②定量研究：将所得沉淀过滤、洗涤，置于空气中充分氧化后，小心干燥，取22.0g样品，加热，测得固体质量随温度的变化关系如图．根据图中的数据判断假设三成立，理由是 
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磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，作为信息产业和机电工业的重要基础功能材料，磁性材料广泛应用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上以软锰矿(主要成分为MnO2)和黄铁矿(主要成分为FeS2)为主要原料制备碳酸锰的主要工艺流程如下：
已知：几种金属离子沉淀的pH如下表。
| Fe2＋ | Fe3＋ | Cu2＋ | Mn2＋ |
| 开始沉淀的pH | 7.5 | 3.2 | 5.2 | 8.8 |
| 完全沉淀的pH | 9.2 | 3.7 | 7.8 | 10.4 |
回答下列问题：
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出效率，采取的措施不合理的有________。
A．搅拌 B．适当升高温度
C．研磨矿石 D．加入足量的蒸馏水
(2)溶浸过程中主要产生的离子为Fe3＋、Mn2＋、SO42-，请写出主要反应的离子方程式：___________；浸取后的溶液中含有少量Fe2＋、Cu2＋、Ca2＋，则在加入石灰调节溶液的pH从而使铁元素被完全沉淀前，加入适量的软锰矿目的是______________________，加入石灰调节溶液pH的范围为____________________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2＋、Ca2＋等杂质，故滤渣主要是________(填化学式)和CaF2。若测得滤液中c(F－)为0.01mol·L－1，则滤液中残留c(Ca2＋)为________mol·L－1[已知：Ksp(CaF2)＝1.46×10－10]。
(4)有人认为净化工序中使用NaF会引起污染，建议用(NH4)2CO3代替NaF，但是用(NH4)2CO3代替NaF的缺点是______________________________________。
(5)如图为黄铁矿的质量分数对锰浸出率的影响，仅据图中信息，黄铁矿的质量分数应保持在________%左右。
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磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，作为信息产业和机电工业的重要基础功能材料，磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上以软锰矿(主要成分为MnO2)和黄铁矿(主要成分为FeS2)为主要原料制备碳酸锰的主要工艺流程如下：
已知：几种金属离子沉淀的pH如下表。
| Fe2＋ | Fe3＋ | Cu2＋ | Mn2＋ |
| 开始沉淀的pH | 7.5 | 3.2 | 5.2 | 8.8 |
| 完全沉淀的pH | 9.2 | 3.7 | 7.8 | 10. 4 |
回答下列问题：
（1）为了提高溶浸工序中原料的浸出效率，采取的措施不合理的有________。
A．搅拌 B．适当升高温度 C．研磨矿石 D．加入足量的蒸馏水
（2）溶浸过程中主要产生的金属阳离子为Fe3＋、Mn2＋，浸取后的溶液中含有少量Fe2＋、Cu2＋、Ca2＋，则在加入石灰调节溶液的pH从而使铁元素被完全沉淀前，加入适量的软锰矿，其发生反应的离子方程式为____________________，加入石灰调节溶液pH的范围为____________________。
（3）净化工序的目的是除去溶液中的Cu2＋、Ca2＋等杂质，故滤渣主要是________(填化学式)和CaF2。若测得滤液中c(F－)为0.01mol·L－1，则滤液中残留c(Ca2＋)为________mol·L－1[已知：Ksp(CaF2)＝1.46×10－10]。
（4）有人认为净化工序中使用NaF会引起污染，建议用(NH4)2CO3代替NaF，但是用(NH4)2CO3代替NaF的缺点是______________________________________。
（5）下图为黄铁矿的质量分数对锰浸出率的影响，仅据图中信息，黄铁矿的质量分数应保持在________％左右。
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磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，作为信息产业和机电工业的重要基础功能材料，磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上以软锰矿(主要成分为MnO2)和黄铁矿(主要成分为FeS2)为主要原料制备碳酸锰的主要工艺流程如下：
已知：几种金属离子沉淀的pH如下表。
| Fe2＋ | Fe3＋ | Cu2＋ | Mn2＋ |
| 开始沉淀的pH | 7.5 | 3.2 | 5.2 | 8.8 |
| 完全沉淀的pH | 9.2 | 3.7 | 7.8 | 10. 4 |
回答下列问题：
（1）为了提高溶浸工序中原料的浸出效率，采取的措施不合理的有________。
A．搅拌 B．适当升高温度 C．研磨矿石 D．加入足量的蒸馏水
（2）溶浸过程中主要产生的金属阳离子为Fe3＋、Mn2＋，浸取后的溶液中含有少量Fe2＋、Cu2＋、Ca2＋，则在加入石灰调节溶液的pH从而使铁元素被完全沉淀前，加入适量的软锰矿，其发生反应的离子方程式为____________________，加入石灰调节溶液pH的范围为____________________。
（3）净化工序的目的是除去溶液中的Cu2＋、Ca2＋等杂质，故滤渣主要是________(填化学式)和CaF2。若测得滤液中c(F－)为0.01mol·L－1，则滤液中残留c(Ca2＋)为________mol·L－1[已知：Ksp(CaF2)＝1.46×10－10]。
（4）有人认为净化工序中使用NaF会引起污染，建议用(NH4)2CO3代替NaF，但是用(NH4)2CO3代替NaF的缺点是______________________________________。
（5）下图为黄铁矿的质量分数对锰浸出率的影响，仅据图中信息，黄铁矿的质量分数应保持在________％左右。
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磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上用氯化铵焙烧锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：
已知：①锰矿粉的主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属Mn+离子c(Mn+) ═ 0.1 mol• L -1形成M(OH) n沉淀的pH范围如下：
③常温下，Ksp(CaF2) ═1.46×10-10 Ksp(MgF2) ═7.42×10-11 Ka(HF) ═1.00 ×10-4
回答下列问题：
（1）分析下列图1、图2，氯化铵焙烧锰矿粉的最佳条件是：__________________。
（2）“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_________________________。
（3）浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为__________；再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为沉淀除去；然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+沉淀除去，此时溶液pH为6，c(Mg2+)═4.64×10-6 mol·L-1，c(HF)为_________mol·L-1。
（4）碳化结晶时，反应的离子方程式为_____________________________________。
（5）碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液可能的原因是___________________。
（6）测定碳酸锰产品的纯度。
称取0.5000 g碳酸锰产品于锥形瓶中，加25.00 mL磷酸，加热，碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-，冷却至室温。加水稀释至100 mL，滴加2～3滴指示剂，然后用浓度为0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定（反应为：[Mn(PO4)2]3- +Fe2+ ═Mn2+ +Fe3++2PO43-）。重复操作3次，记录数据如下表：
| 滴定次数 | 0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数（mL） |
| 滴定前 | 滴定后 |
| 1 | 0.10 | 20.20 |
| 2 | 1.32 | 21.32 |
| 3 | 1.05 | 20.95 |
则产品的纯度=__________，若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡，则测得的碳酸锰粗产品的纯度___(填“偏高”“ 偏低”或“无影响”)。
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磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上用氯化铵焙烧菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：
已知：①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属Mn+离子c(Mn+) ═ 0.1 mol• L -1形成M(OH) n沉淀的pH范围如下：
| 金属离子 | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Mg2+ | Ca2+ | Mn2+ |
| 开始沉淀的pH | 1.5 | 3.8 | 6.3 | 9.6 | 10.6 | 8.8 |
| 沉淀完全的pH | 2.8 | 5.2 | 8.3 | 11.6 | 12.6 | 10.8 |
回答下列问题：
（1）“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_____________________________。
（2）浸出液“净化除杂”过程如下：①加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+；②调节溶液pH，将Al3+、Fe3+变为沉淀除去，调节pH范围为__________③加入NH4F将___________离子(填离子符号)沉淀除去。
（3）碳化结晶时，反应的离子方程式为_____________________________________。
（4）碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液可能的原因是________________。流程中能循环利用的物质除了氯化铵之外还有____________。
（5）测定碳酸锰产品的纯度。
称取0.5000 g碳酸锰产品于锥形瓶中，加25.00 mL磷酸，加热，碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-，冷却至室温。加水稀释至100 mL，滴加2～3滴指示剂，然后用浓度为0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定（反应为：[Mn(PO4)2]3- +Fe2+ ═Mn2+ +Fe3++2PO43-）。重复操作3次，记录数据如下表：
| 滴定次数 | 0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数（mL） |
| 滴定前 | 滴定后 |
| 1 | 0.10 | 20.20 |
| 2 | 1.32 | 21.32 |
| 3 | 1.05 | 20.95 |
则产品的纯度=__________，若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡，则测得的碳酸锰粗产品的纯度_______(填“偏高”“ 偏低”或“无影响”)。
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碳酸锰是制造电信器材软磁铁氧体、合成二氧化锰和制造其它锰盐的原料，用于医药、电焊条辅助原料等。工业上用氯化铵焙烧菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：
已知：①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属Mn+离子浓度c(Mn+)=0.1 mol• L -1，形成M(OH)n沉淀的pH范围如下：
| 金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mn2+ | Mg2+ |
| 开始沉淀的pH | 6.3 | 1.5 | 3.8 | 8.8 | 9.6 |
| 沉淀完全的pH | 8.3 | 2.8 | 5.2 | 10.8 | 11.6 |
③常温下，Ksp(CaF2) =1.46×10-10，Ksp(MgF2) = 7.30×10-11
回答下列问题：
(1)混合研磨成细粉的目的是_________________。
(2)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_____________。
(3)浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为________；再调节溶液pH范围为________将Al3+、Fe3+变为沉淀除去；再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+，当c(Ca2+)=1.0×10-5mol‧L-1时，c(Mg2+)=______mol‧L-1。
(4)碳化结晶过程中不能用(NH4)2CO3溶液代替NH4HCO3溶液可能的原因是_________。
(5)在操作流程中可以循环利用的物质是__________。
(6)测定碳酸锰产品的纯度。
称取0.2500g碳酸锰产品于锥形瓶中，加25.00 mL磷酸，加热，碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-，冷却至室温。加水稀释至50 mL，滴加2～3滴指示剂，然后用浓度为0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定(反应为：[Mn(PO4)2]3-+Fe2+=Mn2++Fe3++2
)。重复操作3次，记录数据如下表：
| 滴定 次数 | 0.2000mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数(mL) |
| 滴定前 | 滴定后 |
| 1 | 0.10 | 10.20 |
| 2 | 0.22 | 11.32 |
| 3 | 1.05 | 10.95 |
则产品的纯度=____________，若滴定终点时俯视读数，则测得的碳酸锰粗产品的纯度__________。(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
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碳酸锰是制造电信器材软磁铁氧体，合成二氧化锰和制造其他锰盐的原料。工业上用软锰矿（主要成分是MnO2·MnO，含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2）制备碳酸锰的流程如下：
（1）“浸取”步骤中，MnO2·MnO发生反应的离子方程式为___，还能被K2SO3还原的物质有___（填化学式）。“过滤”时滤渣的主要成分是___。
（2）如表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH（“沉淀完全”是指溶液离子浓度低于1.0×10-5mol·L-1），请补充完整由“氧化”后的溶液制备MnCO3的实验方案：向“氧化”后的溶液中加入____，调pH为___，___，得较纯MnCl2溶液，加入KHCO3溶液沉锰得MnCO3。(实验中可能用到的试剂为K2CO3溶液、盐酸)。
（3）“沉锰”步骤的离子方程式为___，若Mn2+沉淀完全时测得溶液中CO32-的浓度为2.2×10-6mol·L-1，则Ksp(MnCO3)=___。
（4）实验室可以用Na2S2O8溶液来检验Mn2+是否完全发生反应，原理为：Mn2++S2O82-+H2O---H++SO42-+MnO4-
①请配平上述离子方程式___；
②确认Mn2+离子已经完全反应的现象是___。
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[化学-选修3：物质结构与性质]
铁氧体是一种磁性材料，具有广泛的应用。 -
(1)基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]_______。
(2)工业制备铁氧体常使用水解法，制备时常加入尿素[CO(NH2)2 ]、醋酸钠等碱性物质。尿素分子中四种不同元素的电负性由大至小的顺序是____________；醋酸钠中碳原子的杂化类型是_________。
(3)工业制备铁氧体也可使用沉淀法，制备时常加入氨（NH3)、联氨(N2H4)等弱碱。比较下表中氨(NH3)、联氨(N2H4)的熔沸点，解释其高低的主要原因________。
| N2H4 | NH3 |
| 熔点/℃ | 2 | -77.8 |
| 沸点/℃ | 113.5 | -33.5 |
(4)下图是从铁氧体离子晶体Fe3O4中，取出的能体现其晶体结构的一个立方体，则晶体中的氧离子是否构成了面心立方最密堆积______(填“是”或“否”），该立方体是不是Fe3O4的晶胞______(填“是”或“否”），立方体中三价铁离子处于氧离子围成的_____空隙(填空间结构）。
(5)解释该Fe3O4晶体能导电的原因________，根据上图计算Fe3O4晶体的密度_____g•cm-3。 (图中a=0.42nm，计算结果保留两位有效数字）
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高纯碳酸锰广泛应用于电子工业，是制造高性能磁性材料的主要原料。新工艺采用工业冶铜后的废气SO2进行湿法浸取软锰矿（主要含MnO2，同时含有少量SiO2、Fe2O3、Al2O3）来制备。（已知亚硫酸酸性强于碳酸）
①将过量的SO2气体通入软锰矿浆中进行“浸锰”操作，并控制温度加热反应；
②向浸锰结束后的滤液中加入MnO2、同时通入空气，再用Na2CO3溶液调节pH为3.7后
过滤分离；
③调节滤液pH值为6.5～7.2 ，然后加入NH4HCO3 ，有浅红色的沉淀生成，过滤洗涤干燥后就可以得到高纯碳酸锰。
工业流程图如下：
已知生成氢氧化物的pH如下表：
| 物质 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mn(OH)2 |
| 开始沉淀pH | 2.7 | 7.6 | 8.3 |
| 完全沉淀pH | 3.7 | 9.6 | 9.8 |
请根据题中有关信息回答问题：
（1）“浸锰”后所得混合液中主要存在的金属阳离子有________。
（2）由图可知，副反应MnSO4+ SO2 
MnS2O6的△H________0（填＞、＜或＝），为减少MnS2O6 的生成，“浸锰”的适宜温度是________。
（3）步骤②中加入MnO2和通入空气的作用________。
（4）③中控制温度为60~70℃，温度不宜太高的原因是________。
（5）与传统的电解法制MnCO3工艺相比较，新工艺的优点是________（写两点）。
)。重复操作3次，记录数据如下表：
MnS2O6的△H________0（填＞、＜或＝），为减少MnS2O6 的生成，“浸锰”的适宜温度是________。