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【题目】三氧化二锰(Mn2O3)在现代工业上应用广泛。以软锰矿(主要成分为MnO2)和硫锰矿(主要成分为MnS)为原料制备高纯度硫酸锰进而制备三氧化二锰的工艺流程如下(两种矿物中均不存在单质杂质):

1MnSMn2O3MnO2中锰元素的化合价均不同,已知锰有多种化合价,请再写出两种含锰且锰的化合价不同的化合物的化学式:______________

2)滤渣1中存在一种非金属单质,则酸浸时反应①的化学方程式为________________

3)操作X为蒸发浓缩、________________、洗涤烘干。经操作X之后得到MnSO4H2O。在洗涤操作中,常用酒精洗涤MnSO4H2O晶体,主要目的是_______________________

4)气体Y直接排放会污染空气,将Y的水溶液与软锰矿反应可得硫酸锰,反应②的化学方程式为______

5Mn2O3MnO2类似,也能与浓盐酸反应,其反应的离子方程式为____________

6)用标准的BaCl2溶液测定样品中MnSO4H2O的质量分数时,发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略),其原因可能是_________________(任写一点)。

【答案】K2MnO4KMnO4 MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O 冷却结晶 过滤 减少MnSO4H2O的损失 MnO2+SO2=MnSO4 Mn2O3+6H++2Cl-(浓)2Mn2++Cl2↑+3H2O 混有硫酸盐杂质

【解析】

硫锰矿、软锰矿酸浸时生成硫酸锰、单质硫,则滤渣中含有硫;滤液为硫酸锰溶液,经蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸锰晶体,煅烧的到Mn2O3和二氧化硫。

1)锰元素有多种化合价,还有+6价的K2MnO4+7价的KMnO4

2)滤渣1中含有硫单质,是由+3价的Mn-2价的S反应生成,方程式为MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O

3)制取硫酸锰晶体时,需要把溶液蒸发浓缩,冷却结晶,对固液进行过滤分离,洗涤,晾干即可;用酒精洗涤可降低硫酸锰晶体的溶解度,减少损失;

4)气体Y为二氧化硫,与二氧化锰反应生成硫酸锰,方程式为MnO2+SO2=MnSO4

5)已知Mn2O3的性质和MnO2类似,与浓盐酸反应生成MnCl2和氯气、水,离子方程式为Mn2O3+6H++2Cl-(浓)2Mn2++Cl2↑+3H2O

6)质量分数大于100%,说明硫酸锰晶体中的杂质为硫酸盐或部分晶体失去结晶水,导致计算出的硫酸锰晶体的质量偏大。

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