Question

MnSO₄·H₂O在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面有廣泛的應(yīng)用。工業(yè)上用化工廠尾氣中低濃度SO₂還原MnO₂礦制備MnSO₄·H₂O過程如下：

已知： 常溫時部分硫化物難溶鹽的Ksp：CuS--6.3×10^-36、PbS--1.0×10^-28、NiS--2.0×10^-26、
MnS--2.5×10^-10，請回答下列問題：
（1）生產(chǎn)中MnO₂礦粉碎的目的是                。
（2）除鐵發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為                  。
（3）除重金屬離子后，若混合溶液中Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的濃度均為1.0×10^-5mol/L，則c(S^2-)_最大=    mol/L。
（4）已知MnSO₄·H₂O在1150℃高溫下分解的產(chǎn)物是Mn₃O₄、含硫化合物、水，則在該條件下硫酸錳晶體分解反應(yīng)的化學方程式是                     

Answer 1

（12分）（1）增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率； （3分）         
（2）2Fe³⁺ + 3H₂O + 3CaCO₃ ＝ 2Fe(OH)₃↓+ 3CO₂↑+ 3Ca²⁺  (3分)
（或 Fe³⁺ + 3H₂O = Fe(OH)₃↓+ 3H⁺    2H⁺ + CaCO₃ = Ca²⁺ + CO₂↑+ H₂O ）
（3）6.3×10^-31 （3分）  （4）3MnSO₄·H₂OMn₃O₄ + SO₂↑+ 2SO₃↑+ 3H₂O （3分）

試題分析：（1）生產(chǎn)中MnO₂礦粉碎增大了反應(yīng)物的接觸面積，加快了化學反應(yīng)速率，即答案為：增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率。
（2）溶液中溶解度大的物質(zhì)向溶解度小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，碳酸鈣的溶度積大于氫氧化鐵的溶度積，所以在水溶液里，鐵離子和碳酸鈣反應(yīng)生成氫氧化鐵，離子方程式為2Fe³⁺ + 3H₂O + 3CaCO₃ ＝ 2Fe(OH)₃↓+ 3CO₂↑+ 3Ca²⁺。
（3）當溶液中溶度積最小的物質(zhì)恰好飽和時硫離子的濃度才最大，溶度積最小的是CuS--6.3×10^-36，當溶液中Cu²⁺為1.0×10^-5mol/L，則c（S^2-）_最大＝＝6.3×10^-31 mol/L。
（4）MnSO₄?H₂O在1150℃高溫下分解的產(chǎn)物是Mn₃O₄、含硫化合物、水。生成Mn₃O₄錳元素失電子，生成二氧化硫是得電子，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等結(jié)合原子守恒得出反應(yīng)方程式為
3MnSO₄·H₂OMn₃O₄ + SO₂↑+ 2SO₃↑+ 3H₂O。
點評：該題以制備MnSO₄·H₂O為載體，重點考查學生對工藝流程試題了解掌握情況。試題綜合性強，貼近高考，側(cè)重對學生能力的培養(yǎng)和訓練，有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力和規(guī)范嚴謹?shù)膶嶒炘O(shè)計能力以及動手操作能力。該類試題綜合性強，理論和實踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學生必須認真、細致的審題，聯(lián)系所學過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能得出正確的結(jié)論。該題的易錯題是（3），明確當溶度積最小的都不產(chǎn)生沉淀時，硫離子的濃度才最大，這樣才能作出正確解答。