题目内容

【题目】MnSO4H2O在工业、农业等方面有广泛的应用。

(一)制备:工业上用化工厂尾气中低浓度SO2与软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素MgAlFe等)制备MnSO4H2O过程如下:

已知:浸出液中阳离子主要有H+Mn2+Mg2+Fe2+Al3+等;浸出过程中发生的主要反应化学方程式为:MnO2+SO2=MnSO4

1)生产中将软锰矿粉碎的目的是____

2)物质X最好选用_____

a.盐酸 b.硫酸 c.硝酸

3)酸浸时SO2的吸收效率与pH、温度的关系如下图所示,为提高SO2的吸收效率,酸浸时pH控制在____左右,温度控制在_________左右最适宜。

4)流程中氧化步骤的目的是将Fe2+ 氧化为Fe3+,请完善反应的化学方程式MnO2+2FeSO4+_______ = MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O 。

5)加入石灰浆调节pH,可将氧化后的浸出液中杂质离子形成氢氧化物除去。

已知:(一)有关氢氧化物沉淀pH对应表

氢氧化物

Fe(OH)3

Al(OH)3

Mn(OH)2

Mg(OH)2

开始沉淀pH

1.8

4.1

8.3

9.4

完全沉淀pH

3.2

5.0

9.8

12.4

(二)Fe3+能与KSCN溶液作用显血红色则加石灰浆时应控制溶液的pH范围为_________。测定溶液的pH最好选____a.pH试纸 b.pH计),检验Fe3+是否除尽的最佳方法是________

6)操作1包括过滤和洗涤,过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_____洗涤的目的是________

7)已知硫酸锰、硫酸镁结晶水合物的溶解度曲线如图,则操作2包括:蒸发浓缩,___________,过滤、洗涤、干燥。

(二)应用:

8)用MnSO4可测定水中溶解氧。方法是:取100mL 水样,迅速加入足量MnSO4溶液及含有NaOHKI溶液,立即塞上塞子、振荡,使之充分反应;打开塞子,迅速加入适量的稀硫酸,此时有I2生成;再用0.79gL1Na2S2O3溶液和I2反应,当消耗Na2S2O3溶液 12.0mL时反应完全。有关化学反应方程式下:

2MnSO4+O2+4NaOH=2MnO(OH)2+2Na2SO4

MnO(OH)2 + 2KI + 2H2SO4 = MnSO4 + K2SO4 + I2 + 3H2O

I2 + 2Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2NaI

计算水样中溶解氧的浓度(以mgL-1为单位),写出计算过程________

【答案】增大反应物的接触面积,加快反应速率 b 3 40 2H2SO4 小于3.2 b 取上层清夜少许,加入KSCN溶液,若溶液中未出现血红色,说明Fe3+已经除净 漏斗 洗去滤渣表面的硫酸锰 降温结晶 4.8mg/L

【解析】

(1)由于反应物之间接触越充分,反应越快,转化也就越彻底,所以生产中将软锰矿粉碎的目的是增大反应物的接触面积,加快反应速率,故填写:增大反应物的接触面积,加快反应速率;

(2)酸浸过程中二氧化锰与酸反应,由于最终目的是制造硫酸锰,所以,物质X最好选用硫酸,故填写:b

(3)由图可知,pH=3,温度为40时,两图像的纵坐标都为最大值,为提高二氧化硫的吸收率,酸浸时pH控制在3左右,温度控制在40左右最好,故填写:340

(4)流程中“氧化”步骤的目的是将Fe2+ 氧化为Fe3+,根据化学反应前后元素种类和原子个数不变可知,需要补充的应该是两个硫酸分子,故填写:2H2SO4

(5)由表可知,Fe(OH)3开始沉淀是pH1.8时,完全沉淀是pH3.2时,为了使Fe3+被检测出来,而其它杂质又沉淀完全,pH应控制在不能小于3.2,故填写: 小于3.2

由于是精确测量,所以,选用精确度更高的pH计,故填写:b

根据给出的“Fe3+能与KSCN溶液作用显血红色”可知,检验Fe3+是否除尽的最佳方法是取上层清夜少许,加入KSCN溶液,若溶液中未出现血红色,说明Fe3+已经除净,故填写:取上层清夜少许,加入KSCN溶液,若溶液中未出现血红色,说明Fe3+已经除净;

(6)操作1包括过滤和洗涤,过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗,故填写:漏斗;

洗涤的目的是将滤渣表面的硫酸锰洗去,得到更多的硫酸锰产物,故填写:洗去滤渣表面的硫酸锰;

(7)由图可知,硫酸锰结晶水合物的溶解度先升高,当温度升到40时,又开始降低,由此得出,在得到硫酸锰结晶水合物时,要采用蒸发结晶和降温结晶并用的方法,故填写:降温结晶;

(8)消耗的Na2S2O3溶液中溶质质量为:0.79gL1=0.00948g

解:设100mL 水样中氧气的质量为x
由①2MnSO4+O2+4NaOH=2MnO(OH)2+2Na2SO4可得,O22MnO(OH)2的关系式,

由②MnO(OH)2 + 2KI + 2H2SO4 = MnSO4 + K2SO4 + I2 + 3H2O可得,MnO(OH)2I2的关系式,

由③I2 + 2Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2NaI可得,I22Na2S2O3的关系式,

将上述所得关系式综合的:O22MnO(OH)22I24Na2S2O3

水样中溶解氧的浓度为:=0.48mg/mL,故填写:0.48mg/mL

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