Question

【题目】高纯MnCO3是广泛用于电子行业的强磁性材料。MnCO3为白色粉末，不溶于水和乙醇，在潮湿环境下易被氧化，温度高于100℃开始分解。

Ⅰ．实验室以MnO2为原料制备MnCO3

（1）制备MnSO4溶液：

①主要反应装置如图，缓缓通入经N2稀释的SO2气体，发生反应H2SO3+MnO2MnSO4+H2O。下列措施中，目的是加快化学反应速率的是________（填标号）。

A．MnO2加入前先研磨 B．搅拌 C．提高混合气中N2比例

②已知实验室制取SO2的原理是Na2SO3+2H2SO4(浓)2NaHSO4+SO2↑+H2O。选择下图所示部分装置与上图装置相连制备MnSO4溶液，应选择的装置有________（填标号）。

③若用空气代替N2进行实验，缺点是________。（酸性环境下Mn2+不易被氧化）

（2）制备MnCO3固体：

实验步骤：①向MnSO4溶液中边搅拌边加入饱和NH4HCO3溶液生成MnCO3沉淀，反应结束后过滤；② ……；③在70-80℃下烘干得到纯净干燥的MnCO3固体。

步骤②需要用到的试剂有________。

Ⅱ．设计实验方案

（3）利用沉淀转化的方法证明KSP(MnCO3) < KSP(NiCO3)：________。

（已知NiCO3为难溶于水的浅绿色固体）

（4）证明H2SO4的第二步电离不完全：________。[查阅资料表明K2(H2SO4)=1.1×10-2]

Answer 1

【答案】AB abef 空气中的O2能氧化H2SO3，使SO2利用率下降 乙醇 向少量NiSO4溶液中滴加几滴Na2CO3溶液，生成浅绿色沉淀，再滴加足量MnSO4溶液，沉淀变成白色。（其他合理答案也给分） 用pH计测量Na2SO4溶液的pH大于7（其他合理答案也给分）

【解析】

（1）①增大接触面积，反应速率加快，提高混合其中N2比例，二氧化硫的浓度减小；

②b装置制备二氧化硫，氮气与二氧化硫通过e装置混合，在图1装置中反应生成MnSO4，利用f进行尾气处理，防止污染空气；

③氧气能与亚硫酸反应生成硫酸；

（2）步骤②为洗涤杂质，防止氧化与溶解损失；

（3）利用MnCO3转化为NiCO3浅绿色固体设计；

（4）测定0.1mol/L的硫酸氢钠溶液的pH或Na2SO4溶液pH。

（1）①MnO2研磨、反应时搅拌均可以增大接触面积，加快反应速率，提高混合其中N2比例，二氧化硫的浓度减小，反应速率减小；

故选：AB；
②反应不需要加热制备二氧化硫，b装置制备二氧化硫，氮气与二氧化硫通过e装置混合，在图1装置中反应生成MnSO4，利用f进行尾气处理，防止尾气中二氧化硫污染空气；故选：abef；

③制备原理为：H2SO3+MnO2═MnSO4+H2O，若用空气代替N2进行实验，氧气能与亚硫酸反应生成硫酸，二氧化硫利用率降低；

故答案为：空气中的O2能氧化H2SO3，使SO2利用率下降；

（2）步骤②为洗涤杂质，MnCO3为白色粉末，不溶于水和乙醇，在潮湿环境下易被氧化，应用乙醇洗涤，可以防止被氧化，因溶解导致的损失；

故答案为：乙醇；

（3）先向少量NiSO4溶液中滴加几滴Na2CO3溶液，生成浅绿色沉淀，再滴加足量MnSO4溶液，沉淀变成白色，可证明KSP（MnCO3）＜KSP（NiCO3）；

故答案为：向少量NiSO4溶液中滴加几滴Na2CO3溶液，生成浅绿色沉淀，再滴加足量MnSO4溶液，沉淀变成白色；

（4）配制0.1mol/L NaHSO4溶液，测定溶液pH＞1，则说明H2SO4的第二步电离不完全，或用pH计测量Na2SO4溶液的pH大于7，也可证明H2SO4的第二步电离不完全；

故答案为：配制0.1mol/L NaHSO4溶液，测定溶液pH＞1，说明H2SO4的第二步电离不完全（或用pH计测量Na2SO4溶液的pH大于7）。