Question

【題目】軟錳礦的主要成分是MnO2，其懸濁液可吸收煙氣中SO2，所得酸性浸出液又可用于制備高純硫酸錳，其一種工藝流程如圖所示。回答下列問題：

(1)軟錳礦懸濁液吸收SO2的過程中，SO2體現(xiàn)了________性。

(2)“氧化劑”發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________。

(3)已知：Ksp[Al(OH) 3]=1.0×10-34；

Krp[Fe(OH) 3]=2.6×10-30；

Krp[Ni(OH) 2]=1.6×10-15；

Krp[Mn(OH) 2]=4.0×10-14；

“水解沉淀“中：

①“中和劑“可以是________（填標號）

A.Al2O3 B.H2SO4 C.MgO D.MnO2

②溶液的pH應(yīng)不低于________（離子濃度小于1×10-5mol·L-1時，即可認為該離子沉淀完全）

③不采用“水解沉淀“除Ni2+的原因是___________。

(4)“置換”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________。

(5)“結(jié)品分離”中的部分物質(zhì)的溶解度曲線如圖。

①加入稀硫酸的作用是（結(jié)合平衡移動原理解釋）_____________。

②結(jié)晶與過濾過程中，體系溫度均應(yīng)維持在_______℃（填“27”、“60”或“70”）。

(6)高純硫酸錳可用于水中溶解氧含量的測定，步驟如下：

步驟1：水中的氧氣在堿性溶液中將MnSO4氧化為MnO(OH)2。

步驟2：在酸性條件下，加入KI將生成的MnO(OH)2再還原成Mn2+。

步驟3：用Na2S2O3標準溶液滴定步驟2中生成的I2(2S2O32-+I2=2I-+S4O62-)。

取某水樣100mL，按上述測定步驟滴定，消耗a mol·L-1 NaS2O3標準溶液VmL，該水樣溶解氧含量為

_________mol·L-1。

Answer 1

【答案】 還原性 MnO2+2Fe2++4H+＝Mn2++2Fe3++2H2O C 4.3 Ni2+完全沉淀的pH與Mn2+比較相近，不利于兩者分離 Mn + Ni2+＝Mn2++ Ni 增大SO42-的濃度，使MnSO4和MgSO4的溶解度下降，便于結(jié)晶析出 70℃ av/400

【解析】(1)軟錳礦里的MnO2吸收SO2后變成了Mn2+，被還原了，則體現(xiàn)了SO2的還原性；

(2)在酸性條件下，MnO2氧化Fe2+生成Fe3+，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H+＝Mn2++2Fe3++2H2O ；

(3)根據(jù)已知的四組Ksp數(shù)據(jù)可知，溶液四種金屬陽離子的pH是：Fe3+＜Al3+＜Ni2+＜Mn2+，而中和劑調(diào)節(jié)pH沉淀的離子是Fe3+和Al3+，所以只需要計算的沉淀PH只有Al3+；

①“中和劑“的作用是調(diào)節(jié)溶液pH，即只需要消耗H+，沉淀的離子是Fe3+和Al3+，同時不引入新的雜質(zhì)離子，只能選擇MgO，因為MnO2是酸性氧化物不與H+反應(yīng)，故答案為C；

②已知離子沉淀完全時離子濃度小于1×10-5mol·L-1，Ksp[Al(OH) 3]=c(Al3+)×c3(OH-)=1.0×10-34；c(OH-)=10-29/3，則c(H+)=Kw/c(OH-)=10-13/3，pH=-lgc(H+)=4.3；

③因Krp[Ni(OH) 2]=1.6×10-15與Krp[Mn(OH) 2]=4.0×10-14相差不大，則Ni2+完全沉淀的pH與Mn2+比較相近，不利于兩者分離，故不采用“水解沉淀”除Ni2+；

(4)加入錳單質(zhì)置換Ni2+，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Mn + Ni2+＝Mn2++ Ni ；

(5)①利用同離子效應(yīng)，增大SO42-的濃度，使MnSO4和MgSO4的溶解度下降，例題結(jié)晶析出；

②70℃時MgSO4的溶解度較大，但MnSO4的溶解度比較小，所以選擇該溫度時，可使MnSO4更多的析出，MgSO4在濾液中被除掉，母液中還剩余MnSO4，循環(huán)結(jié)晶；

(6)已知O2+Mn2++4OH-=2MnO(OH)2，MnO(OH)2+2I-+4H+=I2+Mn2++3H2O，2S2O32-+I2=2I-+S4O62-；則：

O2~~~~~~2MnO(OH)2~~~~~2I2~~~~~~4S2O32-

1 4

c(O2)×100mL amol/L×V mL

解得：c(O2)=av/400mol/L。