Question

MnSO₄·H₂O在工業、農業等方面有廣泛的應用。工業上用化工廠尾氣中低濃度SO₂還原MnO₂礦制備MnSO₄·H₂O過程如下：

已知： 常溫時部分硫化物難溶鹽的Ksp：CuS--6.3×10^-36、PbS--1.0×10^-28、NiS--2.0×10^-26、
MnS--2.5×10^-10，請回答下列問題：
（1）生產中MnO₂礦粉碎的目的是                。
（2）除鐵發生的離子反應方程式為                  。
（3）除重金屬離子后，若混合溶液中Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的濃度均為1.0×10^-5mol/L，則c(S^2-)_最大=    mol/L。
（4）已知MnSO₄·H₂O在1150℃高溫下分解的產物是Mn₃O₄、含硫化合物、水，則在該條件下硫酸錳晶體分解反應的化學方程式是                     

Answer 1

（12分）（1）增大反應物接觸面積，加快反應速率； （3分）         
（2）2Fe³⁺ + 3H₂O + 3CaCO₃ ＝ 2Fe(OH)₃↓+ 3CO₂↑+ 3Ca²⁺  (3分)
（或 Fe³⁺ + 3H₂O = Fe(OH)₃↓+ 3H⁺    2H⁺ + CaCO₃ = Ca²⁺ + CO₂↑+ H₂O ）
（3）6.3×10^-31 （3分）  （4）3MnSO₄·H₂OMn₃O₄ + SO₂↑+ 2SO₃↑+ 3H₂O （3分）

試題分析：（1）生產中MnO₂礦粉碎增大了反應物的接觸面積，加快了化學反應速率，即答案為：增大反應物接觸面積，加快反應速率。
（2）溶液中溶解度大的物質向溶解度小的物質轉化，碳酸鈣的溶度積大于氫氧化鐵的溶度積，所以在水溶液里，鐵離子和碳酸鈣反應生成氫氧化鐵，離子方程式為2Fe³⁺ + 3H₂O + 3CaCO₃ ＝ 2Fe(OH)₃↓+ 3CO₂↑+ 3Ca²⁺。
（3）當溶液中溶度積最小的物質恰好飽和時硫離子的濃度才最大，溶度積最小的是CuS--6.3×10^-36，當溶液中Cu²⁺為1.0×10^-5mol/L，則c（S^2-）_最大＝＝6.3×10^-31 mol/L。
（4）MnSO₄?H₂O在1150℃高溫下分解的產物是Mn₃O₄、含硫化合物、水。生成Mn₃O₄錳元素失電子，生成二氧化硫是得電子，根據氧化還原反應中得失電子數相等結合原子守恒得出反應方程式為
3MnSO₄·H₂OMn₃O₄ + SO₂↑+ 2SO₃↑+ 3H₂O。
點評：該題以制備MnSO₄·H₂O為載體，重點考查學生對工藝流程試題了解掌握情況。試題綜合性強，貼近高考，側重對學生能力的培養和訓練，有利于培養學生的邏輯推理能力和規范嚴謹的實驗設計能力以及動手操作能力。該類試題綜合性強，理論和實踐的聯系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學生必須認真、細致的審題，聯系所學過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能得出正確的結論。該題的易錯題是（3），明確當溶度積最小的都不產生沉淀時，硫離子的濃度才最大，這樣才能作出正確解答。