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【题目】某研究小组利用软锰矿浆(主费成分是MnO2)吸收工业要气中的SO2,并制备硫酸锰的生产流程如下浸出液的pH<2,其中除含Mn2+外。还含有少量Fe2+Al3+Ca2+等金属离子:

操作1的滤液通过阳离子吸附剂除去Ca2+。金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表:

离子

开始沉淀时的pH

完全沉淀时的pH

Fe2

7.6

9.7

Fe3

2.7

3.7

Al3

3.8

4.7

Mn2

8.3

9.8

请回答下列问题:

1)浸出过程中被氧化的物质的化学式为____________________________

2)氧化过程中主要反应的离子方程式_________________________________

3)在氧化后的液体中加入石灰浆调节pHpH的范围是_____________________

4)操作1的名称是________,操作2包括蒸发浓缩、______过滤、洗涤、干燥等操作。

5)为测定所得MnSO4·H2O的纯度,准确称取上述样品1.720g加入适量H2SO4NH4NO3溶液,加热使Mn2+全部氧化成Mn3+后,配成200mL溶液。取20.00mL该溶液,向其中逐滴加入0.0500mol/LFeSO4溶液,发生如下反应:Fe2++Mn3+=Fe3++Mn2+。当反应恰好完全进行时,共消耗FeSO4溶液19.50mL。通过计算确定MnSO4·H2O的纯度(写出计算过程)_____

【答案】 SO2 2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 4.78.3 过滤 冷却结晶 0.958

【解析】1软锰矿浆的主要成分是MnO2,通入SO2浸出液的pH<2其中的金属离子主要是Mn2+SO2发生氧化还原反应反应的化学方程式为MnO2+SO2=MnSO4

2杂质离子中只有Fe2+具有还原性,可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+反应的离子方程式为4H++MnO2+2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O

3杂质中含有Fe3+Al3+阳离子,从图中可以看出4.7可以将Fe3+Al3+除去小于8.3是防止Mn2+也沉淀所以只要调节pH值在4.7~8.3间即可

4)操作1得到滤渣,说明操作1应为过滤,得到滤液蒸发浓缩后,冷却结晶再过滤洗涤等,进而制备纯净的硫酸锰

5)由题可知Fe2+Mn2+之间比例关系为1:1n(Fe2+)= n(Mn2+)MnSO4·H2O的纯度为an(Fe2+)=0.01950 L0.0500 mol/Ln(Mn2+)=,解得a=0.958=95.8%

练习册系列答案
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(1)配制0.50mol/L NaOH溶液
a.若实验中大约要使用245mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体 g.
b.从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母):

名称

托盘天平(带砝码)

小烧杯

坩埚钳

玻璃棒

药匙

量筒

仪器

序号

a

b

c

d

e

f


(2)测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示.

a.写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3kJ/mol):
b.取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表.
①请填写下表中的空白:

温度
实验次数

起始温度t1/℃

终止温度t2/℃

温度差平均值(t2﹣t1)/℃

H2SO4

NaOH

平均值

1

26.2

26.0

26.1

30.1

2

27.0

27.4

27.2

33.3

3

25.9

25.9

25.9

29.8

4

26.4

26.2

26.3

30.4

②近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3 , 中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g℃).则中和热△H=(取小数点后一位).
③上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
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(2)图2表示该反应进行过程中能量的变化.曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,曲线b表示使用催化剂后的能量变化.该反应是(选填“吸热”或“放热”)反应,写出反应的热化学方程式
(3)该反应平衡常数K为 , 温度升高,平衡常数K(填“增大”、“不变”或“减小”).
(4)恒容条件下,下列措施中能使 增大的有
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