Question

14．Mn（OH）₂常用作油漆催干剂．向MnSO₄溶液加入NaOH溶液，待沉淀完全后，过滤，洗涤，烘干即可制得Mn（OH）₂．
（1）已知：常温下Mn（OH）₂的K_sp=1.0×10^-15．如果要使溶液中Mn²⁺沉淀完全，则应该保持溶液中c（OH^-）≥1×10^-5mol•L^-1[当c（Mn²⁺）≤10^-5mol/L时，即可认为溶液中Mn²⁺沉淀完全]．
（2）Mn（OH）₂还可以通过MnO₂与二氧化硫气体充分接触，再与石灰乳反应制得，写出该反应的总的化学方程式MnO₂+SO₂+Ca（OH）₂=Mn（OH）₂+CaSO₄．
（3）一种含Mn²⁺的结晶水合物组成为A_xMn_yB_z•mH₂O（A表示一种阳离子，B表示一种阴离子）．现称取39.10g晶体配成100mL溶液X，取20mL溶液X，向其中加入足量的氢氧化钠溶液，加热，得到896mL气体（标准状况）；另取20mL溶液X，向其中加入盐酸，无沉淀产生，再加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀，过滤，洗涤，烘干，得到固体9.32g．
①A、B的离子符号分别为NH₄⁺、SO₄^2-．
②通过计算确定该结晶水合物的化学式（写出计算过程）．

Answer 1

分析 （1）当c（Mn²⁺）≤10^-5mol/L时，即可认为溶液中Mn²⁺沉淀完全，依据Mn（OH）₂的K_sp=1.0×10^-15计算此时氢氧根的浓度即可；
（2）依据题给信息：反应物分别为二氧化锰、二氧化硫、氢氧化钙，生成物为：氢氧化锰，结合氧化还原反应得失电子守恒书写即可；
（3）与足量氢氧化钠反应放出气体，说明含有铵根，能与氯化钡反应生成难溶于酸的沉淀，说明含有硫酸根离子，据此解答即可．

解答 解：（1）K_sp=1.0×10^-15=c（Mn²⁺）×c（OH^-）²=1×10^-5，由于当c（Mn²⁺）≤10^-5mol/L时，即可认为溶液中Mn²⁺沉淀完全，故此时c（OH^-）=$\sqrt{\frac{1×1{0}^{-15}}{1×1{0}^{-5}}}$=1×10^-5，故要使溶液中Mn²⁺沉淀完全，则应该保持溶液中c（OH^-）≥1×10^-5，故答案为：1×10^-5；
（2）由题意可知，二氧化锰具有氧化性，二氧化硫具有还原性，故化学反应方程式为：MnO₂+SO₂+Ca（OH）₂=Mn（OH）₂+CaSO₄，故答案为：MnO₂+SO₂+Ca（OH）₂=Mn（OH）₂+CaSO₄；
（3）①依据题意得出此物质水溶液能与氢氧化钠反应生成氨气，说明含有NH₄⁺，能与氯化钡反应生成白色难溶于盐酸的沉淀，说明此溶液中含有SO₄^2-，
故答案为：NH₄⁺；SO₄^2-；
②气体为氨气，据此得出：n（NH₄⁺）=n（NH₃）×5=0.896 L÷22.4 L/mol×5=0.2 mol
白色沉淀为硫酸钡，据此得出n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）×5=9.32 g÷233 g/mol×5=0.2 mol                   
根据电荷守恒：n（NH₄⁺）+2n（Mn²⁺）=2n（SO₄^2-）
n（Mn²⁺）=（2×0.2 mol-0.2 mol）÷2=0.1 mol                             
n（H₂O）=（39.1 g-0.2 mol×18 g/mol-0.1 mol×55 g/mol-0.2 mol×96g/mol）÷18 g/mol=0.6mol
故该结晶水合物的化学式为：（NH₄）₂Mn （SO₄）₂•6H₂O，
答：结晶水合物的化学式为（NH₄）₂Mn （SO₄）₂•6H₂O．

点评 本题主要考查的是溶度积常数的应用、氧化还原反应原理应用、溶液中离子的判断以及物质的量的有关计算，综合性较强，有一定难度．