以草酸作还原剂由二氧化锰制备碳酸锰

1、以草酸作还原剂由二氧化锰制备碳酸锰、尸 、-前言：1. 碳酸锰 (MnCO3): 玫瑰色三角系菱面体或无定形亮白的棕色粉末，不常溶于水， 但稍溶于含二氧化碳的水中， 溶于稀无机盐，微溶于普通有机酸中， 不溶于液氨。 在干燥空气中稳定， 潮湿时易氧化， 形成三氧化二锰而逐渐变为棕黑色， 受热时 分解放出二氧化碳，与水共沸时即水解。在沸腾的氢氧化钾中生成氢氧化锰。2. 二氧化锰(MnO):黑色粉末状固体物质，晶体呈金红石结构，不溶于水，二 氧化锰显弱酸性， 在酸性介质中是一种强氧化剂， 在碱性介质中， 易被氧化成锰 酸盐。3. 由二氧化锰制备碳酸锰，可用草酸作还原剂把Mn(W)还原成Mn(U)转移

2、至溶液中，再与碳酸氢铵反应，生成碳酸锰沉淀。反应方程式:MnO+ H 2QQ + H 2SOMnSO+ 2H 2O+ 2COMnSO+ 2NH4HCO MnCO + (NH 4) 2SO + + H 2O在与碳酸氢铵进行复分解反应时， 加入试剂的速度不能快， 且要边搅拌，边滴加， 避免局部碱性过大而使二价锰氧化。 故在制备过程中要控制反应的pH值在37 间，但pH值又不能太小，否则会使碳酸盐分解。4. 锰含量的分析(EDTA滴定法)原理: Y4- + Mn2+ MnY2-仪器与药品:1. 烧杯， 250 mL 容量瓶，吸量管，表面皿，电子天平，锥形瓶，酸式滴定管2. 药品: EDTA ,二氧化

3、锰( C.P)， 6 mol/L 盐酸溶液， 100g/L 盐酸羟氨溶液， 氯化铵-氨缓冲溶液，5 g/L络黑T指示剂，碳酸氢铵(C.P)，碳酸钙(C.P)，草 酸(C.P)，3 mol/L硫酸溶液实验过程:一. 碳酸锰的制备1. 量取 3 mol/L 硫酸 15 mL 于 100 mL 小烧杯中，准确称取 5.0 g( 约 0.057mol) 二氧化锰，将二氧化锰固体加入到盛有 15 mL 硫酸的小烧杯中，边加边搅拌， 置于30C水浴中4-5分钟。称取5.7 g草酸(约0.045mol)，配成饱和溶液，保 持温度为70-85 C,在搅拌下分批加入饱和溶液，将固体全部溶解，少加热除去 过量草酸

4、。2. 将澄清透明的反应液在室温下冷却至30C左右，用稀氨水调节pH = 5 6 ,在碳化过程中，以硫酸锰溶液为底液，缓慢滴加NHHCO溶液(1 mol/L)，进行碳化结晶。静置，待溶液澄清后滴加饱和NHHCO容液至不再形成MnC3沉淀为达到 反应终点。3. 反应结束后静置一段时间，用双层滤纸过滤，并用少量水洗涤以除去SO42- ， NH4+等，再用40-50 C。再用热水反复洗涤2-3次。最后，在烘箱中干燥，称重，计 算产率。4. 二价锰离子含量的测定(EDTA滴定法)1) 0.05 mol/L EDTA标准溶液的配制：称取约 4.56 g EDTA于烧杯中，加少量蒸 馏水溶解，定量转移至2

5、50 mL容量瓶中，并用少量蒸馏水洗涤烧杯 2-3次。洗 涤液并入到容量瓶中，加水稀释至刻度线，摇匀，待用。2) 0.05 mol/LCa 2+基准试剂的配制：准确称取120C下烧干过的1.2505 g(0.0125mol) 碳酸钙，在小烧杯中用少量水润湿，慢慢滴加 25 mL6 mol/L 盐酸 溶液至小烧杯中至完全溶解并加热煮沸，加少量水稀释，冷却后转移至 250 mL 容量瓶中。 用蒸馏水洗涤烧杯 2-3 次，并入容量瓶， 稀释至刻度线， 摇匀，待用。3) 用0.05 mol/LCa 2+基准试剂滴定EDTA用10 mL移液管移取EDTA标准溶液3 份于3只250 mL锥形瓶中，10 m

6、l氯化铵-氨缓冲溶液，2-3滴络黑T指示剂。用配好的CeT基准试剂溶液滴定。当溶液由红一蓝，且半分钟内不褪色即达到滴 定终点。记录用去CaCO基准试剂的体积，计算EDTA勺浓度。4) Mn+溶液的配制：准确称取碳酸锰 1.4375 g在250 mL烧杯中，慢慢滴加25 mL 6 mol/L 盐酸溶液直至完全溶解并加热煮沸，加少量水稀释，定量转移至 250 mL 容量瓶中，稀释至刻度线，摇匀，待用。5) 用Mn+溶液滴定EDTA溶液(反滴定)：准确移取10 mL EDTA溶液，加20 mL 水，加2 mL100g/L盐酸羟氨溶液，用配制好的 Mn+溶液滴定，近终点时，加10 mL氯化铵溶液(pH

7、=10)，5滴5 g/L络黑T指示剂，继续滴定至溶液由纯蓝色 变成紫红色。平行滴定两次。6) 用EDTA溶液滴定Mn+溶液(顺滴定)：准确移取10 mLMrn+溶液，加20 mL水, 加2 mL 100g/L盐酸羟氨溶液，用EDTA溶液滴定，近终点时，加10 mL氯化铵 溶液(pH= 10)，5滴5 g/L络黑T指示剂，继续滴定至溶液由紫红色变成纯蓝 色。平行滴定两次。注意事项：1. 配制草酸饱和溶液，保持温度为70-85 C,温度过高，草酸会分解。在搅拌下分 批加入草酸饱和溶液，否则容易产生大量气泡而使溶液溢出而造成损失。2. 碳酸氢铵要慢慢加入，以免过快而使温度过高，而使晶体形成过程中，带

8、入过 多杂质，后处理困难。3. 碳酸锰在碱性溶液中二价锰易被氧化，需在pH 3-7的溶液中进行，当pH为7.0时，碳酸锰的纯度和锰的转化率都出现最大值，但此时Mn(OH)沉淀生成，所以实验pH值得水平范围可选为5-6 o4. 在滴定过程中，要严格控制好溶液的 pH，防止二价锰被氧化，从而使结果偏 低。5. 由于碳酸锰在潮湿空气中易被氧化，同时，考虑到碳酸锰在温度高于100C就会分解，因此，在实验中，过滤洗涤后的样品应立即置于干燥箱中，在70-80 C下恒温干燥。实验数据与分析：(1) 碳酸锰产率的计算：取用二氧化锰质量为5.0323 g ,得到碳酸锰的质量为5.9268 g产率=(5.9266

9、*87 ) /(5.0323*115) = 89 %(2) EDTA溶液浓度的计算：实验次数CaT溶液的浓度CaT溶液的体积EDTA溶液体积EDTA溶液浓度(1)0.05mol/L10 mL10.75mL0.0538 mol/L(2)0.05mol/L10 mL10.90mL0.0545 mol/L平均值0.0541 mol/LMn2+浓度的计算：(顺滴定)实验次数EDTA溶液浓度EDTA溶液体积Mn+溶液体积Mn+溶液浓度(1)0.0541mol/L7.65 mL10 mL0.0414mol/L(2)0.0541mol/L7.56 mL10 mL0.0409 mol/L平均值0.0412 m

10、ol/L实际值(实际上MnCO中Mrn+的含量)：2+W(Mn) =(0.0412 mol/L *55 g/mol *10.0 mL/1000)/(1.4375 g *10.0mL/250 mL)=39.41 %理论值(理论上 MnCO中Mn+的含量)：2+W(Mn) =55 g/mol/(55+60) g/mol/ = 47.826%产率=39.41 %/47.826%=82.4%Mn+浓度的计算：(反滴定)实验次数EDTA溶液浓度EDTA溶液体积Mn+溶液体积Mn+溶液浓度(1)0.0541mol/L10 mLmL12.40.0436 mol/L(2)0.0541mol/L10 mLmL1

11、2.80.0423 mol/L平均值mL12.60.0430 mol/L实际值(实际上MnCO中Mrn+的含量)：2+W(Mn) =(0.0430 mol/L *55 g/mol *12.6 mL/1000”(1.4375 g *12.6 mL/250mL)= 41.13%理论值(理论上MnCO中Mn+的含量)：W(M2+) =55 g/mol/(55+60) g/mol/ = 47.826%产率=41.13%/47.826%=86.00%结论：与理论含量相比，锰含量偏低，其原因可能有：1. 配制草酸饱和溶液，保持温度应为 70-85 C,温度过高，草酸会分解。在搅拌下 分批加入草酸饱和溶液，否则容易产生大量气泡而使溶液溢出而造成损失。实际 操作中可能温度控制不当，而使温度过高。2. 碳酸氢铵加入过快温度过高，而使晶体形成过程中，带入过多杂质，且在除杂 质过程中没有除净。3. 在滴加过程中，出于处理不当，而