Question

【題目】硫酸錳廣泛應用于醫藥、食品、農藥、造紙等行業，如圖是以軟錳礦(主要成分是MnO2，還含有SiO2等雜質)和黃鐵礦(FeS2)制取MnSO4H2O的流程圖，已知Ksp(MnCO3)=2.2×10-11，氣體常用作氣體肥料。回答下列問題：

(1)空氣中高溫焙燒發生反應的化學方程式為________．

(2)氣體的電子式為________。

(3)操作a所用的主要玻璃儀器：________。

(4)常溫下，0.1mol/L碳酸氫銨溶液中微粒濃度分數與pH的關系如圖所示，取一定量母液C加入NH4HCO3至其濃度為0.1mol/L可制得高性能強磁性材料MnCO3，該反應的離子方程式為________同時調pH=10.3，則溶液中c(Mn2+)=________．

(5)硫酸錳是工業制備MnO2電極的活性原料，則用惰性電極電解酸性母液C制得MnO2的陽極電極反應式為________若電路中通過0.3mol電子時，理論上得到MnO2的質量為________g。

(6)如圖是MnSO4H2O的熱重曲線，則850℃時固體化學式為________．700℃時發生反應的化學方程式是________．

Answer 1

【答案】4FeS2+11O2+8MnO22Fe2O3+3MnSO4 燒杯、漏斗、玻璃棒 Mn2++2HCO3-=MnCO3+CO2↑+H2O 4.4×10-10mol/L Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ 13.05 Mn3O4 MnSO4H2OMnSO4+H2O↑

【解析】

(1)由流程圖可知：Mn元素存在于溶液中，最后結晶出MnSO4H2O，故空氣中高溫焙燒時MnO2參加了反應；

(2)CO2電子式為；

(3)操作a為過濾操作；

(4)母液C中溶質為MnSO4加入NH4HCO3生成MnCO3；由圖象可知，pH=10.3，c(HCO3-)=c(CO32-)= 0.05mol/L；

(5)根據Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+計算；

(6)由MnSO4H2O熱重曲線可知，利用質量差，推測物質。

(1)由流程圖可知：Mn元素存在于溶液中，最后結晶出MnSO4H2O，故空氣中高溫焙燒時MnO2參加了反應，其發生反應的化學方程式為4FeS2+11O2+8MnO22Fe2O3+3MnSO4；

(2)CO2為氣體肥料，其電子式為；

(3)操作a為過濾操作，故所用的主要玻璃儀器：燒杯、漏斗、玻璃棒；

(4)母液C中溶質為MnSO4加入NH4HCO3生成MnCO3，故反應的離子方程式為Mn2++2HCO3-=MnCO3+CO2↑+H2O；由圖象可知，pH=10.3，c(HCO3-)=c(CO32-)= 0.05mol/L，則溶液中c(Mn2+)===4.4×10-10mol/L；

(5)惰性電極電解酸性硫酸錳溶液制得MnO2的陽極電極反應式為Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；當電路中通過0.3mol電子時，理論上得到MnO2的質量為0.3×0.5×87=13.05g；

(6)由MnSO4H2O熱重曲線可知，MnSO4H2O晶體的起始物質的量為=0.03mol，當700℃時固體質量減少量為5.07g-4.53g=0.54g，可知減少的H2O的物質的量為0.03mol，則發生的反應為MnSO4H2OMnSO4+H2O↑；850℃時固體質量為2.29g，其中錳元素的質量為0.03×55=1.65g，氧原子的物質的量為=0.04mol，Mn原子與O原子個數比為3:4，則固體的化學式為Mn3O4。