Question

【题目】金属锰及化合物广泛应用于工业生产、制造业等领域。

（1）科研人员将锰粉碎后加入到溶液中使其浸出（假定杂质不反应，溶液体积不变），发生反应（已知含水溶液为米黄色）

①为加快上述反应速率可以采取的措施有________________（写出一条即可）。

②下列说明反应已达平衡的有_______（填编号）。

A．溶液的颜色不发生变化

B．溶液中

C．体系中固体的质量不变

D．与浓度的比值保持不变

③室温下，测得溶液中阳离子浓度 随时间的变化情况如下图所示，则上述反应的平衡常数K=________________，的转化率为______________。

④若其他条件不变，10mim后向容器中迅速加入蒸馏水至溶液体积变为原来的2倍，则再次平衡时 =_____________（不考虑离子水解的影响）。

（2）电解制锰后的废水中含有Mn2+，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀，过滤后再向滤液中加入等体积的Na2S溶液，进行二级沉降，为了将Mn2+的浓度降到，则加入的Na2S溶液的浓度至少是______________mol/L[已知 ]

Answer 1

【答案】升高温度或增大c(Sn2+) ACD 3 75％ 0.375molL-1 9.0×10－5

【解析】

(1)①加快反应速率的因素有升温、加压、增大浓度、加入催化剂、增大接触面积、构成原电池加快反应速率等措施；

②化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断；

③图象分析可知平衡状态下Mn2+(aq)浓度为0.75mol/L，Sn2+(aq)浓度0.25mol/L，平衡常数K=，Mn2+的产率为Sn的转化率；

④若其他条件不变，10min后向容器中迅速加入蒸馏水至溶液体积变为原来的2倍，浓度变为原来的一半；

(2)由过滤后再向滤液中加入等体积的Na2S溶液，进行二级沉降，结合MnS的Ksp=c(Mn2+)c(S2-)进行计算得到硫离子浓度，体积增大一倍浓度减小原来的一半，据此计算。

(1)①为加快上述反应速率可以采取的措施有升温、增大c(Sn2+)离子浓度等；

②发生反应Mn(s)+Sn2+(aq)Mn2+(aq)+Sn(s)(已知含Sn2+水溶液为米黄色)；

A．溶液的颜色不发生变化，说明离子浓度不变，反应达到平衡状态，故A正确；

B．溶液中c(Mn2+)=c( Sn2+)和起始浓度变化浓度有关，与平衡状态无直接关系，故B错误；

C．体系中固体的质量不变，说明溶液中离子浓度不变，反应达到平衡状态，故C正确；

D．Mn2+与Sn2+浓度的比值保持不变说明正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，故D正确；

故答案为：ACD；

③图象分析可知平衡状态下Mn2+(aq)浓度为0.75mol/L，Sn2+(aq)浓度0.25mol/L，平衡常数K===3，Mn2+的产率为Sn的转化率=×100%=75%；

④若其他条件不变，10min后向容器中迅速加入蒸馏水至溶液体积变为原来的2倍，两种离子浓度都变为原来的一半，平衡不移动，所以锰离子浓度==0.375molL-1；

(2)由过滤后再向滤液中加入等体积的Na2S溶液，进行二级沉降，结合MnS的Ksp=c(Mn2+)c(S2-)进行计算得到硫离子浓度，MnS的Ksp=c(Mn2+)c(S2-)=4.5×10-14，为了将Mn2+降到1.0×10-9mol/L，则c(S2-)===4.5×10-5mol/L，即硫化钠的浓度是混合后溶液中硫离子浓度的2倍，加入硫化钠的浓度9.0×10-5mol/L。