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    2．高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用，湿法浸出软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Fe、Al、Mg等杂质元素）制备高纯碳酸锰的实验过程如下：

    （1）浸出：浸出时温度控制在90℃～95℃之间，并且要连续搅拌3小时的目的是提高软锰矿中锰的浸出率，植物粉的作用是作还原剂．
    （2）除杂：①向浸出液中加入一定量的碳酸锰矿，调节浸出液的pH为3.5～5.5；
    ②再加入一定量的软锰矿和双氧水，过滤；
    ③…
    操作①中使用碳酸锰调pH的优势是增加MnCO3的产量（或不引入新的杂质等）；操作②中加入双氧水不仅能将Fe2+氧化为Fe3+，而且能提高软锰矿的浸出率．写出双氧水提高软锰矿浸出率的离子方程式MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑．
    （3）制备：在30℃～35℃下，将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中，控制反应液的最终pH在6.5～7.0，得到MnCO3沉淀．温度控制35℃以下的原因是减少碳酸氢铵的分解，提高原料利用率；该反应的化学方程式为MnSO4+2NH4HCO3 $\frac{\underline{\;30-35℃\;}}{\;}$MnCO3+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O；生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是取最后一次的洗涤滤液1～2mL于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净．
    （4）计算：室温下，Ksp（MnCO3）=1.8×10-11，Ksp（MgCO3）=2.6×10-5，已知离子浓度小于1，.0×10-5mol•L-1时，表示该离子沉淀完全．若净化液中的c（Mg2+）=10-2mol/L，试计算说明Mg2+的存在是否会影响MnCO3的纯度．

    分析 湿法浸出软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Fe、Al、Mg等杂质元素）制备高纯碳酸锰，加入浓硫酸和植物粉浸出过滤得到滤液除去杂质，加入碳酸氢铵形成沉淀通过一系列操作得到高纯碳酸锰；
    （1）升温搅拌都可以加快物质的溶解反应速率；加入植物粉是一种还原剂；
    （2）使用碳酸锰调pH的优势是不引入新的杂质；二氧化锰氧化过氧化氢为氧气，本身被还原为锰离子；
    （3）依据碳酸氢铵受热易分解分析，在30℃～35℃下，将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中，控制反应液的最终pH在6.5～7.0，得到MnCO3沉淀，硫酸铵，二氧化碳和水，生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是取最后一次洗涤液检验是否含有硫酸根离子设计；
    （4）Ksp （MnCO3）=c（Mn2+）•c（CO32-），当Mn2+沉淀完全时，c（CO32-）=1.8×10-11/1.0×10-5=1.8×10-6 mol•L-1，若Mg2+也能形成沉淀，则要求Mg2+＞2.6×10-5/1.8×10-6=14.4 mol•L-1，Mg2+的浓度0.01mol/L远小于14.4 mol•L-1．

    解答 解：（1）升温、搅拌都可以加快物质的溶解反应速率，浸出时温度控制在90℃～95℃之间，并且要连续搅拌3小时的目的是提高软锰矿中锰的浸出率；加入植物粉是一种还原剂，
    故答案为：提高软锰矿中锰的浸出率；作还原剂；
    （2）使用碳酸锰调pH的优势是不引入新的杂质；酸性溶液中二氧化锰氧化过氧化氢为氧气，本身被还原为锰离子，反应的离子方程式为：MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑，
    故答案为：增加MnCO3的产量（或不引入新的杂质等）； MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑；
    （3）依据碳酸氢铵受热易分解分析，温度控制35℃以下的原因是防止碳酸氢铵分解，在30℃～35℃下，将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中，控制反应液的最终pH在6.5～7.0，得到MnCO3沉淀，硫酸铵，二氧化碳和水，反应的化学方程式为：MnSO4+2NH4HCO3 $\frac{\underline{\;30-35℃\;}}{\;}$MnCO3+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O，生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是取最后一次洗涤液检验是否含有硫酸根离子设计，取最后一次的洗涤滤液1～2 mL 于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净．
    故答案为：减少碳酸氢铵的分解，提高原料利用率；MnSO4+2NH4HCO3 $\frac{\underline{\;30-35℃\;}}{\;}$MnCO3+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O；取最后一次的洗涤滤液1～2 mL 于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净；
    （4）Ksp （MnCO3）=c（Mn2+）•c（CO32-），当Mn2+沉淀完全时，c（CO32-）=$\frac{1.8×1{0}^{-11}}{1.0}$×10-5=1.8×10-6 mol•L-1，若Mg2+也能形成沉淀，则要求Mg2+＞2.6×10-5/1.8×10-6=14.4 mol•L-1，Mg2+的浓度0.01mol/L远小于14.4 mol•L-1，若净化液中的c（Mg2+）=10-2mol/L，说明Mg2+的存在不会影响MnCO3的纯度，
    答：Ksp （MnCO3）=c（Mn2+）•c（CO32-），当Mn2+沉淀完全时，c（CO32-）=$\frac{1.8×1{0}^{-11}}{1.0}$×10-5=1.8×10-6 mol•L-1，若Mg2+也能形成沉淀，则要求Mg2+＞2.6×10-5/1.8×10-6=14.4 mol•L-1，Mg2+的浓度0.01mol/L远小于14.4 mol•L-1，若净化液中的c（Mg2+）=10-2mol/L，说明Mg2+的存在不会影响MnCO3的纯度．

    点评 本题考查混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，把握流程分析及混合物分离方法、发生的反应为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    12．乙酸和乙醇反应的装置如图所示：在试管里加入3mL乙醇，然后一边搅动，一边慢慢地加入2mL浓硫酸和2mL冰醋酸，用酒精灯小心均匀地加热10min，将产生的蒸气经长导管通入到小试管中溶液的液面上．
    （1）小试管中的溶液是饱和碳酸钠溶液，其作用是以下选项的：ABC．
    A．与乙酸反应除去乙酸
    B．吸收挥发的乙醇
    C．降低乙酸乙酯的溶解度
    （2）长导管不插入液面以下的目的是防止倒吸；
    （3）实验中采取的加热方式称水浴加热，这种加热方式的好处主要有便于控制温度、使受热均匀；
    （4）所制得的酯应从该分液漏斗的b（填编号，多填、少填均不得分）．
    a．下部流出　　　　　　　　　　b．上口倒出　　　　　　　　　　c．都可以．
    （5）写出乙酸和乙醇酯化反应的化学方程式CH3CH2OH+CH3COOH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    13．某化工厂制取纯碱的流程如图所示：

    （1）流程中先通NH3后通CO2的原因是氨气在水中溶解度大，先通氨气，可以吸收更多的二氧化碳，提高生成HCO3-的浓度，有利于促进更多的NaHCO3析出；生成沉淀A的化学方程式为NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓．
    （2）流程中可循环利用的物质为CO2、NaCl．不用其他试剂，检查流程中副产品F是否纯净的操作是取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净．
    （3）合成氨工厂在900～1000℃时，使用天然气与水蒸气在催化剂（Al2O3+Ni）作用下获得合成氨的原料气之一氢气，该反应的化学方程式为CH4+H2O$\frac{\underline{\;\;\;\;\;Al_{2}O_{3}+Ni\;\;\;\;\;}}{900～1000℃}$CO2+4H2或CH4+H2O$\frac{\underline{\;\;\;\;\;Al_{2}O_{3}+Ni\;\;\;\;\;}}{900～1000℃}$CO+3H2．
    （4）合成氨工业实际选择的条件是B（填字母代号）．
        A.200℃，10MPa          B.400℃，20MPa          C.800℃，5MPa
    （5）在该流程中，每使用11.70t食盐最终得到10.07t纯碱，则NaCl的利用率为95%．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    10．高锰酸钾可用于生活消毒，是中学化学常见的氧化剂．工业上，用软锰矿制高锰酸钾的流程如下：

    请回答下列问题：
    （1）该生产中需要纯净的CO2气体．写出实验室制取CO2的化学方程式CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑．
    （2）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂．其消毒原理与下列物质相同的是bd（填字母）．
    a．75%酒精    b．双氧水    c．苯酚    d． 84消毒液（NaClO溶液）
    （3）写出二氧化锰和氢氧化钾熔融物中通入空气时发生的主要化学反应的方程式：2MnO2+4KOH+O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2K2MnO4+2H2O．
    （4）上述流程中可以循环使用的物质有KOH、MnO2（写化学式）．
    （5）测定高锰酸钾样品纯度采用硫酸锰滴定：向高锰酸钾溶液中滴加硫酸锰溶液，产生黑色沉淀．当溶液由紫红色刚好褪色且半分钟不恢复，表明达到滴定终点．写出该反应的离子方程式：2MnO4-+3Mn2++2H2O═5MnO2↓+4H+．
    （6）已知：常温下，Ksp[Mn（OH）2]=2.4×10-13．工业上，调节pH可以沉淀废水中Mn2+，当pH=10时，溶液中c（Mn2+）=2.4×10-5mol/L．
    （7）操作Ⅰ的名称是过滤；操作Ⅱ根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解性上的差异，采用浓缩结晶（填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    17．CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂．一种利用水钴矿（主要成分为Co2O3、Co（OH）3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等）制取CoCl2•6H2O的工艺流程如图1：

    已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；
    ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：（金属离子浓度为：0.01mol/L）
    沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Co（OH）2Al（OH）3Mn（OH）2
    开始沉淀2.77.67.64.07.7
    完全沉淀3.79.69.25.29.8
    ③CoCl2•6H2O熔点为86℃，加热至110～120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴．
    （1）写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O．
    （2）写出NaClO3发生反应的主要离子方程式ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O．
    （3）“加Na2CO3调pH至a”，过滤所得到的沉淀成分为Fe（OH）3、Al（OH）3．
    （4）“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤．制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是降低烘干温度，防止产品分解．
    （5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图2．向“滤液”中加入萃取剂的目的是除去溶液中的Mn2+；其使用的最佳pH范围是B．
    A．2.0～2.5   B．3.0～3.5
    C．4.0～4.5    D．5.0～5.5
    （6）为测定粗产品中CoCl2•6H2O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO3溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量．通过计算发现粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%，其原因可能是粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水．（答一条即可）

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    7．无水AlCl3是一种重要的有机合成催化剂，该物质在183℃时升华，遇潮湿空气即产生大量白雾．某中学化学兴趣小组拟利用中学常见仪器设计实验制备无水AlCl3，实验装置如图所示．

    （1）制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作顺序依次是acbd．
    a．加入MnO2粉末     b．点燃A中酒精灯     c．加入浓盐酸   d．点燃D处酒精灯
    （2）写出A装置中发生反应的化学方程式：MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，反应中盐酸表现的性质有还原性、酸性．
    （3）装置B的作用是除去氯气中的氯化氢气体，装置C中盛放的试剂是浓硫酸
    （4）装置F的作用是干燥，防止水蒸气进入E中引起氯化铝水解，写出G中的离子反应方程式Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O
    甲同学认为F和G可以用一种仪器替代，且加入一种药品即可达到相同效果．这种药品可以是碱石灰
    （5）E中得到少量白色粉末，打开软木塞后可明显观察到锥形瓶中有白雾生成，用化学方程式表示其原因AlCl3+3H2O=Al（OH）3↓+3HCl↑．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    14．某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg（CO3）2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：

    部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下表，请回答下列问题：
    沉淀物Fe3+Al3+Mg2+
    pH3.25.212.4
    （1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有升高温度、搅拌、多次浸取等（要求写出两条）．
    （2）滤渣I的主要成分有Fe（OH）3、Al（OH）3．
    （3）从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有Na2SO4．
    （4）若将MgCl2溶液加热蒸干得到的固体是Mg（OH）2，若要得到MgCl2应采取的操作是在HCl的气流中将MgCl2溶液加热蒸干．
    （5）用稀硫酸酸浸时形成滤渣的离子方程式有MgSiO3+2H+=H2SiO3+Mg2+、CaMg（CO3）2+SO42-+4H+=CaSO4+Mg2++2CO2↑+2H2O．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    11．生产中常要控制化学反应条件增大反应速率．下列措施中不能加快化学反应速率的是（　　）
    A．尽可能使用稀溶液B．选择合适的催化剂
    C．碾细固体反应物D．提高反应体系的温度

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    12．分析下列反应回答相应问题．
    ①3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
    未被还原的硝酸与参加反应的总硝酸的质量比为  3：4．
    ②S+2KNO3+3C$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$K2S+N2↑+3CO2↑  还原剂是C  还原产物是K2S、N2
    ③3Cl2+6NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5NaCl+NaClO3+3H2O 反应中若消耗3molCl2共转移5mol电子．

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