Question

【题目】下列是MnO2工业制备及对含Mn2+废水处理的有关问题，已知：Ksp[Mn(OH)2]＝1.9×10－13 ， Ksp(MnCO3)＝2.2×10－11，回答下列问题：

(1)用惰性电极电解MnSO4溶液可制备MnO2，其阳极反应式为___________。

(2)往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液制取MnCO3时会产生Mn(OH)2，可能的原因是：MnCO3(s)＋2OH－(aq) Mn(OH)2(s)＋CO32-(aq)，该反应的平衡常数K＝_________(保留一位小数)。

(3)废水中的Mn2+，也可用NH4HSO4调节溶液的pH。室温时，往100 mL 0.1 mol/L的NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol/L NaOH溶液，所得溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系曲线如下图所示 (反应前后溶液总体积变化忽略不计) 。

a点c(NH4+)＋c(NH3 .H2O)＝__________mol·L－1 ；图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是__________；b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是____________________。

Answer 1

【答案】Mn2+-2e-+2H2O= MnO2+4H+ 115.8 或1.2×102 0.05 a点 c(Na+)＞c(SO42-)＞c(NH4+)＞c(OH-)=c(H+)

【解析】

（1）阳极发生氧化反应，锰离子在阳极失电子化合价升高，生成二氧化锰，根据原子守恒，反应物中有H2O参加，再根据电荷守恒，生成物中还有H+，据此分析；

(2)由MnCO3(s)＋2OH－(aq) Mn(OH)2(s)＋CO32-(aq)，可知，

K＝=，据此计算；

（3）NH4HSO4电离的H+抑制水的电离，NH4+水解促进水的电离，NH3H2O电离出OH-，抑制水的电离；a点溶液溶质恰好为(NH4)2SO4与Na2SO4，溶液呈酸性；b点溶液为中性，溶质为(NH4)2SO4与Na2SO4、NH3H2O，以此分析解答。

（1）阳极发生氧化反应，锰离子在阳极失电子化合价升高，生成二氧化锰，根据原子守恒，反应物中有H2O参加，再根据电荷守恒，生成物中还有H+，则反应的电极式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；

因此，本题正确答案是：Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；

(2)由MnCO3(s)＋2OH－(aq) Mn(OH)2(s)＋CO32-(aq)，可知，K＝=

==115.8；

因此，本题正确答案是：115.8；

(3)a点溶液为0.1 mol/L的NH4HSO4溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合，恰好消耗完H+，溶液中只有 (NH4)2SO4与Na2SO4，溶液体积增大一倍，根据物料守恒关系，c(NH4+)＋c(NH3 .H2O)＝0.1 mol/L ×=0.05mol·L－1 ；

向100 mL 0.1 mol/L的NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol/L NaOH溶液；OH-先中和H+，在此过程中水的电离程度增大；后OH-与NH4+反应生成NH3·H2O，NH4+浓度减小，水解程度减小，则水的电离程度减小；b、c、d三点溶液均含有NH3 .H2O，NH3 .H2O抑制水的电离，a点恰好将H+完全中和，NH4+浓度最大，所以水的电离程度最大的是a点；

b点溶液为中性，溶质为(NH4)2SO4与Na2SO4、NH3H2O，V(NaOH)>V(NH4HSO4)，铵根离子水解，则离子浓度大小为c(Na+)＞c(SO42-)＞c(NH4+)＞c(OH-)=c(H+)，

因此，本题正确答案是：0.05； a点；c(Na+)＞c(SO42-)＞c(NH4+)＞c(OH-)=c(H+)。