Question

【題目】軟錳礦的主要成分是MnO2，其懸濁液可吸收煙氣中SO2，所得酸性浸出液又可用于制備高純硫酸錳,其一種工藝流程如下圖圖1所示。已知金屬單質(zhì)的活動(dòng)順序?yàn)锳l>Mn>Fe>Ni�；卮鹣铝袉栴}:

(1)用離子方程式表示加入“氧化劑(軟錳礦)”作用:_________________________。

(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33 Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-15

Ksp[Mn(OH)2]=4.0×10-14 Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39

“水解沉降”中:

①“中和劑”可以是__________(填標(biāo)號(hào))。

A.Al2O3 B.MgO C.H2SO4 D.MnO2

②溶液的pH應(yīng)不低于______________。(離子濃度小于1×10-6mol/L時(shí)，即可認(rèn)為該離子沉淀完全)

(3)“置換”的目的是____________________(用離子方程式表示)。

(4)“結(jié)晶分離”中的部分物質(zhì)的溶解度曲線如上圖圖2所示。結(jié)晶與過濾過程中，體系溫度均應(yīng)維持在______________℃(填“27”、“60”或“70”)。

(5)“草酸鈉一高錳酸鉀返滴法”可測(cè)定軟錳礦中MnO2的純度(假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)):取agMnO2樣品于錐形瓶中，加入適量稀硫酸，再加入V1mLc1 mol/LNa2C2O4溶液(足量)，最后用c2mol/L的KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4，達(dá)終點(diǎn)時(shí)消耗V2 mL標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液。

①M(fèi)nO2參與反應(yīng)的離子方程式為________________________。

②該樣品中MnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______(假定雜質(zhì)不參與反應(yīng)，列出表達(dá)式即可)。

Answer 1

【答案】 MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O B 5 Mn+Ni2+═Mn2++Ni 70 MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O

【解析】(1). “氧化劑”發(fā)生反應(yīng)是利用二氧化錳將亞鐵離子氧化成鐵離子，二氧化錳被還原為錳離子，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，該反應(yīng)的離子方程式為：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O，故答案為：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；

(2). ①. 中和劑是調(diào)節(jié)溶液pH除去雜質(zhì)離子，且不引入新的雜質(zhì)，A. 加入Al2O3會(huì)和酸反應(yīng)，引入鋁離子雜質(zhì)，故A錯(cuò)誤；B.加入MgO和酸反應(yīng)，能調(diào)節(jié)溶液pH且不引入新的雜質(zhì)，故B正確；C.加入H2SO4后不能使溶液pH升高而除去Fe3+和Al3+，且引入新的雜質(zhì)，故C錯(cuò)誤；D. MnO2不能和稀酸反應(yīng)，故D錯(cuò)誤；答案為：B；

②. 根據(jù)Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39可知，當(dāng)鋁離子全部沉淀時(shí)，鐵離子已全部沉淀，結(jié)合氫氧化鋁的溶度積常數(shù)可知，Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33=c(Al3+)×c3(OH－)= 1×10-6mol/L×c3(OH－)，解得c(OH－)= 1×10-9mol/L，則c(H+)= 1×10-5mol/L，pH=5，故答案為：5；

(3). “置換”中發(fā)生的反應(yīng)是錳置換出單質(zhì)鎳，離子方程式為Mn+Ni2+=Mn2++Ni，故答案為：Mn+Ni2+=Mn2++Ni；

(4). 據(jù)圖可知，結(jié)晶與過濾過程中，體系溫度均應(yīng)維持在70℃，此時(shí)硫酸鎂溶解度最大，硫酸錳溶解度小，便于析出硫酸錳晶體，故答案為：70；

(5).①. MnO2與Na2C2O4在酸性條件下反應(yīng)生成錳離子、二氧化碳和水，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，該反應(yīng)的離子方程式為：MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O，故答案為：MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O；

②. C2O42-在酸性條件下與MnO4－反應(yīng)的離子方程式為：2MnO4－＋5C2O42－＋16H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，則剩余Na2C2O4的物質(zhì)的量為：c2mol/L×V2 ×10-3L=c2V2 ×10-3mol，與MnO2反應(yīng)的Na2C2O4的物質(zhì)的量為：c1V1 ×10-3mol－c2V2 ×10-3mol，由MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O可知，MnO2的物質(zhì)的量為：(c1V1 ×10-3－c2V2 ×10-3)mol，質(zhì)量為：(c1V1 ×10-3－c2V2 ×10-3) mol×87g/mol=(c1V1 ×10-3－cV2 ×10-3)×87g，則該樣品中MnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，故答案為：。