Question

9．硫酸锰可作为饲料添加剂用于增肥，也可用于某些化学反应的催化剂，易溶于水，不溶于乙醇．工业上常用软锰矿（主要成分为MnO₂，含有MgSO₄等杂质）制备硫酸锰，其简化流程如下：
（1）为了加快软锰矿与硫酸、黄铁矿反应的速率，工业上除采用粉碎软锰矿的方法，还可以用哪些方法加热、搅拌等．（写两种）
（2）流程中黄铁矿（主要含FeS₂）和FeSO₄的作用都是作还原剂，请写出FeSO₄与软锰矿反应的离子方程式MnO₂+4H⁺+2Fe²⁺=Mn²⁺+2H₂O+2Fe³⁺．
（3）双氧水和氨水的作用分别是双氧化水氧化亚铁离子生成铁离子，氨水可以使铁离子生成氢氧化铁沉淀而除去．
（4）操作Ⅱ包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，可制得MnSO₄•H₂O粗产品，洗涤中最好选用C．
A．浓硫酸  B．水  C．乙醇  D．浓硫酸．

Answer 1

分析 由流程可知，软锰矿（主要成分为MnO₂，含有MgSO₄等杂质）中加入硫酸、黄铁矿及绿矾，在反应器中反应生成硫酸锰，再用双氧水将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子，用氨水调节pH值，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤后除去氢氧化铁，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得硫酸锰粗产品，滤液再循环利用，
（1）根据影响反应速率的因素可知，加热、搅拌等可以提高反应速率；
（2）FeSO₄与软锰矿在酸性条件下将二氧化锰还原成+2价锰，亚铁离子被氧化成铁离子，根据电荷守恒和元素守恒书写离子方程式；
（3）双氧水是常见的氧化剂，能氧化亚铁离子，氨水可以使铁离子生成氢氧化铁沉淀而除去；
（4）从硫酸锰溶液中获取硫酸锰固体，可以通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤，洗涤时要尽量减小硫酸锰的损失，据此选择．

解答 解：由流程可知，软锰矿（主要成分为MnO₂，含有MgSO₄等杂质）中加入硫酸、黄铁矿及绿矾，在反应器中反应生成硫酸锰，再用双氧水将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子，用氨水调节pH值，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤后除去氢氧化铁，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得硫酸锰粗产品，滤液再循环利用，
（1）根据影响反应速率的因素可知，加热、搅拌等可以提高反应速率，
故答案为：加热、搅拌等；
（2）FeSO₄与软锰矿在酸性条件下将二氧化锰还原成+2价锰，亚铁离子被氧化成铁离子，反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Fe²⁺=Mn²⁺+2H₂O+2Fe³⁺，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Fe²⁺=Mn²⁺+2H₂O+2Fe³⁺；
（3）双氧水是常见的氧化剂，能氧化亚铁离子，氨水可以使铁离子生成氢氧化铁沉淀而除去，
故答案为：双氧化水氧化亚铁离子生成铁离子，氨水可以使铁离子生成氢氧化铁沉淀而除去；
（4）从硫酸锰溶液中获取硫酸锰固体，可以通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤，洗涤时要尽量减小硫酸锰的损失，所以选择乙醇洗涤，故选C，
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；过滤；C．

点评 本题考查了硫酸锰的制取，涉及的知识点比较多，可以根据信息及所学知识，合理分析得出正确结论，本题难度中等．