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【题目】以软锰矿粉(主要含MnO2,还有少量Fe2O3)为原料制取MnCO3的流程如图1

1)“酸浸”时发生的反应有2FeSO4+MnO2+2H2SO4_____+MnSO4+2H2O_____

2)“过滤Ⅰ”所得滤渣的主要成分是_____

3)“沉锰”时测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间t的关系如图2,反应要控制pH_____,其理由是__________

4)“过滤Ⅱ”所得滤液中溶质的主要成分是_____

5)为测定某软锰矿中MnO2的质量分数,称取2.0 g软锰矿样品,加入3.35 g草酸钠(Na2C2O4)固体,再加足量稀硫酸(杂质不参加反应),充分反应后,过量的Na2C2O431.6 g/L KMnO4溶液进行反应,当滴入10.0 mL KMnO4溶液时恰好完全反应。

已知:①MnO2+Na2C2O4+2H2SO4MnSO4 +2CO2+2H2O+Na2SO4 ;②2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO42MnSO4+5Na2SO4+K2SO4+10CO2+8H2O

求该软锰矿中MnO2的质量分数。_____(相对分子质量:KMnO4 158Na2C2O4 134MnO2 87

【答案】Fe2SO43 Fe2O3+3H2SO4Fe2SO43+3H2O FeOH3 7 时间相同时,MnCO3的产率最高 MnCO3产率相同时,所需时间最短;(或者简单答成:产率高、速度快) NH42 SO4 87%

【解析】

1)由于软锰矿粉(主要含MnO2,还有少量Fe2O3),所以“酸浸”时发生的反应是氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,以及硫酸亚铁和二氧化锰以及硫酸反应生成硫酸铁和硫酸镁以及水,对应的化学方程式为:2FeSO4+MnO2+2H2SO4Fe2SO43+MnSO4+2H2O Fe2O3+3H2SO4Fe2SO43+3H2O

2)由于后续得到的是含锰化合物,所以过滤操作中分离出的应该是含铁化合物,而过程是和氨水反应得到且酸浸过程中生成的是三价铁的化合物,所以“过滤Ⅰ”所得滤渣的主要成分是难溶性的 FeOH3

3)根据“沉锰”时测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间t的关系图,可知反应要控制pH7,其理由是 时间相同时,MnCO3的产率最高、MnCO3产率相同时,所需时间最短。

4)过滤II前是硫酸锰和碳酸氢铵反应生成碳酸锰和溶液,根据质量守恒定律,可知溶液的成分为硫酸铵,所以“过滤Ⅱ”所得滤液中溶质的主要成分是 NH42SO4

5)当滴入10.0 mL KMnO4溶液时恰好完全反应,则消耗的高锰酸钾的质量为31.6 g/L×10.0 mL×1L/1000mL0.316g

设与高锰酸钾反应的草酸钠的质量为x

x0.67g

则与二氧化锰反应的草酸钠的质量为3.35g0.67g2.68g

设该软锰矿中MnO2的质量分数为y

y87%

故答案为:

1Fe2SO43Fe2O3+3H2SO4Fe2SO43+3H2O;(2FeOH3;(37 时间相同时,MnCO3的产率最高; MnCO3产率相同时,所需时间最短;(或者简单答成:产率高、速度快);(4)(NH42 SO4;(587%

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