Question

【題目】用菱錳礦（主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2）制備MnSO4·H2O的工藝流程如下：

Ⅰ．向菱錳礦中加入過量稀H2SO4，過濾；

Ⅱ．向濾液中加入過量MnO2，過濾；

Ⅲ．調節濾液pH=a，過濾；

Ⅳ．濃縮、結晶、分離、干燥得到產品；

Ⅴ．檢驗產品純度。

（1）步驟Ⅰ中，濾渣的主要成分是 。

（2）將MnO2氧化Fe2+的離子方程式補充完整：

MnO2 +Fe2++ ＝Mn2+ + Fe3+ +

（3）與選用Cl2作為氧化劑相比，MnO2的優勢主要在于：原料來源廣、成本低、可避免環境污染、 。

（4）已知：生成氫氧化物沉淀的pH

	Al(OH)3	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Mn(OH)2
開始沉淀時	3.4	6.3	1.5	7.6
完全沉淀時	4.7	8.3	2.8	10.2

注：金屬離子的起始濃度為0.1mol/L

步驟Ⅲ中a的取值范圍是 。

（5）步驟Ⅴ，通過測定產品中錳元素的質量分數來判斷產品純度。

已知一定條件下，MnO4－與Mn2+反應生成MnO2 。取x g產品配成溶液，用0.1mol/L KMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液y mL，產品中錳元素的質量分數為 。

Answer 1

【答案】（1）SiO2

（2）1 2 4H+ 1 2 2H2O

（3）不會引入Cl－,使制得的MnSO4H2O產品更純凈

（4）4．7≤a＜7．6

（5）

【解析】

試題分析： 菱錳礦（主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2），加入過量稀H2SO4，生成硫酸錳、硫酸亞鐵、硫酸鋁溶液，二氧化硅不溶解，；向濾液中加入過量MnO2，將亞鐵離子氧化為鐵離子，本身被還原為二價錳離子，調節濾液pH，使三價鐵離子和鋁離子沉淀，過濾除去氫氧化鐵和氫氧化鋁固體，對硫酸錳溶液進行濃縮、冷切結晶、過濾、洗滌干燥得到產品。（1）菱錳礦（主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2），加入過量稀H2SO4，生成硫酸錳、硫酸亞鐵、硫酸鋁溶液，二氧化硅不溶解，濾渣的主要成分是二氧化硅，故答案為：二氧化硅；（2）錳元素化合價由+4價降低到+2價，鐵元素由+2價升高到+3價，根據化合價升降守恒、電荷守恒、原子守恒，配平反應為MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O，故答案為：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；（3）選用Cl2作為氧化劑會最后的溶液中引入氯離子，使制得的產品不純，而MnO2不會引入Cl-，使制得的MnSO4H2O產品更純凈，故答案為：不會引入Cl-，使制得的MnSO4H2O產品更純凈；（4）調節濾液pH，使三價鐵離子和鋁離子沉淀，根據表格可知二價錳離子開始沉淀的pH=7.6，鋁離子開始沉淀的pH=4.7，故4.7≤a＜7.6，故答案為：4.7≤a＜7.6；（5）設含有硫酸錳的物質的量為z，根據方程式

3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2+4H+

3mol 2mol

z 0.1y×10-3mol

z=0.15y×10-3mol，

錳元素的質量分數=