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    9．工业用废铁屑还原软锰矿（主要成分为MnO2，另有少量的铁和SiO2等）制备硫酸锰．其工艺流程示意如图：

    （1）浸出过程中，MnO2被铁屑还原为Mn2+进入溶液，该步骤中涉及的主要离子反应有：Fe+2H+═Fe2++H2↑；MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O；2Fe3++Fe=3Fe2+．
    （2）除杂过程中加入碳酸钙的目的是调节溶液的pH，将Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀而被除去．
    （3）除钙过程中，欲使Ca2+沉淀完全[当溶液中c（Ca2+）≤10-5mol•L-1时，即可认为Ca2+已沉淀完全]，则溶液中c（F-）应≥1×10-3mol•L-1，（已知该常温下CaF2的Ksp=1×10-11）．
    （4）该生产流程中，硫酸的用量不宜过多，其原因是避免生成CaSO4沉淀．
    （5）工业上可用电解硫酸锰和硫酸混合溶液的方法制备二氧化锰，Mn2+在阳极失电子转化为MnO2．

    分析 （1）铁还能够与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，据此写出反应的离子方程式；
    （2）在溶液中存在水解平衡：Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，加入CaCO3后，由于CaCO3（s）?Ca2+（aq）+CO32-（aq）、CO32-+2H+═CO2↑+H2O，溶液中氢离子浓度减小，使得Fe3+的水解平衡向正反应方向移动，将Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀；
    （3）Ksp（CaF2）=1×10-11=c（Ca2+）×c2（F-），当溶液中c（Ca2+）≤10-5mol•L-1时，可认为Ca2+已沉淀完全，则c（F-）≥$\sqrt{\frac{1×1{0}^{-11}}{1{0}^{-5}}}$mol/L；
    （4）钙离子与硫酸根离子能够反应生成微溶物硫酸钙．

    解答 解：（1）铁还能够与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的离子方程式为：Fe+2H+═Fe2++H2↑，
    故答案为：Fe+2H+═Fe2++H2↑；
    （2）在溶液中存在水解平衡：Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，加入CaCO3后，由于CaCO3（s）?Ca2+（aq）+CO32-（aq）、CO32-+2H+═CO2↑+H2O，溶液中氢离子浓度减小，使得Fe3+的水解平衡向正反应方向移动，因此Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀而被除去，
    故答案为：调节溶液的pH，将Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀而被除去；
    （3）Ksp（CaF2）=1×10-11=c（Ca2+）×c2（F-），当溶液中c（Ca2+）≤10-5mol•L-1时，可认为Ca2+已沉淀完全，则c（F-）≥$\sqrt{\frac{1×1{0}^{-11}}{1{0}^{-5}}}$mol/L=1×10-3mol•L-1，
    故答案为：≥1×10-3mol•L-1；
    （4）钙离子与硫酸根离子能够反应生成微溶物硫酸钙，若硫酸用量过多，溶液生成硫酸钙沉淀，
    故答案为：避免生成CaSO4沉淀．

    点评 本题考查了制备方案的设计，题目难度中等，明确制备流程及发生原理为解答关键，注意掌握难溶物溶解平衡及溶度积的计算方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算、化学实验能力．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    19．下列说法正确的是（　　）
    A．热的纯碱溶液去污能力强
    B．硫酸钡、醋酸铵、氨水都是弱电解质
    C．用Na2S溶液与AlCl3溶液混合制取Al2S3
    D．碳酸钡和硫酸钡都可以用做钡餐

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    20．硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛．
    已知：硼镁矿主要成分为Mg2B2O5•H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O．利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为：

    回答下列有关问题：
    （1）硼砂溶于热水后，常用H2SO4调pH2～3制取H3BO3，反应的离子方程式为B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3．X为H3BO3晶体加热脱水的产物，其与Mg制取粗硼的化学方程式为3Mg+B2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2B+3MgO．
    （2）MgCl2•7H2O需要在HCl氛围中加热，其目的是防止MgCl2水解生成Mg（OH）2．若用惰性电极电解MgCl2溶液，其阴极反应式为2H2O+Mg2++2e-=H2↑+Mg（OH）2↓．
    （3）镁-H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg+H2O2+2H+═Mg2++2H2O，则正极反应式为H2O2+2H++2e-=2H2O．若起始电解质溶液pH=1，则pH=2时溶液中Mg2+离子浓度为0.045 mol•L-1．已知Ksp[Mg（OH）2]=5.6×10-12，当溶液pH=6时没有 （填“有”或“没有”）Mg（OH）2沉淀析出．
    （4）制得的粗硼在一定条件下生成BI3，BI3加热分解可以得到纯净的单质硼．现将    0.020g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0.30mol•L-1 Na2S2O3（H2S2O3为弱酸）溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00mL．盛装Na2S2O3溶液的仪器应为碱式滴定管（填“酸式”或“碱式”）．该粗硼样品的纯度为99%．（提示：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    17．把1L 0.1mol/L醋酸溶液用蒸馏水稀释到10L，下列叙述正确的是（　　）
    A．c（CH3COOH）变为原来的$\frac{1}{10}$B．$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$的比值增大
    C．c（H+）变为原来的$\frac{1}{10}$D．溶液的导电性增强

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    4．下列是含碳元素的物质：①石墨②一氧化碳③干冰④碳酸⑤碳酸钙⑥乙醇．其中属于单质的是①（填序号，下同）；属于酸性氧化物的是③；属于盐的是⑤，属于酸的是④；属于有机物的是⑥．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    14．用惰性电极电解含0.2molCuSO4的溶液一段时间后，阳极上生成标准状况下4.48L气体，欲使电解质溶液恢复电解前的状况，应加入（　　）
    A．0.2molCuSO4B．0.2molCuOC．0.2molCu（OH）2D．0.2molCuCO3

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    1．某溶液中可能存在Fe3+、Fe2+、I-、HCO${\;}_{3}^{-}$、Cl-、NO${\;}_{3}^{-}$六种离子中的几种．进行下列实验：
    ①取少量溶液滴加KSCN溶液，溶液呈红色；
    ②另取少量原溶液滴加盐酸，溶液的棕黄色加深．
    据此可以推断，该溶液中一定大量存在的阴离子是（　　）
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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

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    B．用托盘天平称取5.85g氯化钠固体
    C．苯、CCl4可用来萃取溴水中的溴．
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    E．在天平左右两盘中各放一张白纸后，即可将NaOH固体放在白纸上称量．
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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    19．观察如图装置，回答下列问题：

    （1）装置C中Pb上发生的电极反应方程式为Pb-2e-+SO42-═PbSO4．
    （2）若装置E的目的是在Cu材料上镀银，则极板N的材料为Ag，X溶液为AgNO3．
    （3）当装置A中Cu电极质量改变0.32g时，常温下装置D溶液的PH为13（设装置D电解过程产生的气体完全逸出，且溶液体积不变）．
    （4）垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质（用NH3表示）和氯化物，把垃圾渗滤液加入到装置E的电解池（M、N电极为惰性材料）进行电解除去NH3，净化污水．该净化过程分两步：第一步电解产生氧化剂，第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N2．
    ①写出电解时N极的电极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑．
    ②写出第二步反应的化学方程式：3Cl2+2NH3=N2+6HCl或3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl．

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