由二氧化锰制备碳酸锰实验研究报告.docx

由二氧化锰制备碳酸锰实验研究报告.docx由二氧化锰制备碳酸锰的实验研究报告
摘要：由于高纯碳酸锰在通讯业的广泛应用， 碳酸锰的制备工艺成为了值得研究的问题。
本文介绍了工业上几种制备方法， 并讨论了实验室方法中几种还原剂的差异， 以及制备过
程和含量分析过程。具体为酸性条件下，以
MnO和I
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来说，该法在产率方面较其他方法差一些。
4. 浓HCl法
该种方法最大的缺点在于它的产物中会出现 Cl2剧毒物，是污染气体，不符
合绿色化学实验的要求。另外，该方法和 H2O2法有相似的缺点，即无法很
好地控制浓盐酸使用的量。
浓H2SO4法
4MnO2+6H2SO4（浓）=2Mn(SO4)3+6H2O+O2↑。紫色的Mn2(SO4)3不稳定，会转化为MnSO4，故总反应为2MnO2+2H2SO4（浓）=2MnSO4+2HO+O2↑。该方法虽
说比浓HCl法（要产生Cl2）要好一些，但是仍存在缺点。该反应过于剧烈，产生的O2气泡极具膨胀，会带走许多MnO2原材料。另外，溶液是呈现强酸
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性的，再加入CO
或HCO使Mn转化成为MnCO沉淀较其他方法困难一些。
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该方法的缺点在于会产生污染气体 SO2，Na2SO3必须分批加入，操作较繁琐。
另外，引入的Na2SO4比较难除去。

这种方法的好处是 H2O2是一种绿色环保试剂，但明显的缺点是很难控制溶
液的pH值和H2O2的滴加速度。将 H2O2（一般用30%）溶液中加入H2SO4溶液
以后再加到装有
MnO的烧杯中，该反应极为剧烈，又极难控制各物质的量
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的比例。若H2O2加过量就会把Mn氧化成Mn（因H2O2具有氧化还原两性），
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若HO加过少就难以将Mn完全还原成Mn，故而HO的加入量要严格控制。
但是在实践操作中是极难做到的，经过实践证明用这个方法不易成功，制
得的
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4+
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MnCO也会含有许多杂质
Mn，故而制得的
MnCO的颜色不是肉色，而
是夹杂着黑褐色或深红色。

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C2O4+H++MnO2→Mn+H2O+CO2。这个方案的优点就是

H2C2O4是一种很温和的还
原剂，反应活性也不错，这样就不会像 H2O2法那样出现反应过于剧烈和溶
液pH难以控制的局面。另外，根据反应方程式，它的产物是 H2O和CO2，用
玻璃棒搅拌反应液CO2便会溢出反应体系，这样就不会引入其他的杂质，为后续的洗涤除杂提供了方便。
总结
在实验室里比较适合让学生进行实验操作的是 H2O2法和H2C2O4法。下面
用表1着重讨论一下这两种方法的优缺点。
综合比较以上各种方法的优缺点，可以得出结论：实验室中由 MnO2制备
MnCO3采取H2C2O4法是最合适的，这种方法具有条件易于控制、反应条件温和、
易于提存等优点，适合在实验室里推广并适合学生进行实验设计，掌握无机化
合物的制备方法。
实验探究：
实验部分
实验目的
以二氧化锰为原料，以草酸为还原剂、碳酸氢铵为沉淀剂制备碳酸锰。 并
用络合滴定法对碳酸锰中锰含量进行分析。
1．2实验原理
MnO2+H2SO4+H2C2O4·2HO==2CO2+MnSO4+4H2O
MnSO4+2NaHCO3==MnCO3+Na2SO4+H2O+CO2
实验仪器及试剂
试剂：二氧化锰（）,碳酸氢铵（），铬黑T（），EDTA（）,
硫酸（），盐酸（），氯化铵（），浓氨水（），
盐酸羟胺（）
仪器: 烘箱；磁力搅拌加热器；抽滤仪；抽滤瓶；布氏漏斗；分析天平；
酸式滴定管；吸量管；100mL容量瓶；100mL、250Ml、500mL烧杯；
玻璃棒；锥形瓶；量筒。
实验过程
碳酸锰的制备
称取MnO2于200ml烧杯中，加入12ml6mol/L的H2SO4和6ml水。称取8gH2C2O4·2HO，将溶液稍加热后，在搅拌条件下缓缓向烧杯中分批加
入草酸晶体粉末，加入过程中黑色的二氧化锰固体不断地溶解，加热至溶
液呈粉白色，呈现乳浊状，过滤得到浅粉色溶液即硫酸锰溶液。
在所得的上述溶液中加入15mL蒸馏水，然后一边搅拌一边缓慢加入
NH4HCO3固体粉末，调节溶液的pH至7为止，静置可见到大量浅粉色的碳酸
锰固体沉淀出来，冷却溶液，抽滤得到湿的碳酸锰，将滤饼放在表面皿上，
在烘箱中干燥1h后得到肉色的碳酸锰固体 .
碳酸锰中锰含量的分析及产品纯度分析
（1）称取约左右的EDTA溶于200ml温热的水中，备用。