题目内容
【题目】某含锰矿石的主要成分是MnO2，还含CaO、Al2O3、FeS杂质，由此矿石生产MnCO3的工艺流程如图所示：
已知：①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表所示：
物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Al(OH)3 | 3.8 | 4.7 |
Mn(OH)2 | 8.8 | 10.4 |
Ca(OH)2 | 12 | ─ |
②常温下，Ksp（CaF2）=3.95×10-11
回答下列问题：
（1）酸溶时，是否能将稀硫酸换成浓盐酸______（填“是”或“否”）；操作I的名称为______________。
（2）取溶液Ⅰ加入KSCN溶液，溶液呈血红色，试写出酸溶过程中MnO2与FeS发生反应的离子方程式：______。
（3）调节溶液Ⅰ的pH时，pH的范围为_________；所用的物质X最好是________（填字母）。
A．盐酸 B．NaOH溶液 C．氨水 D．MnCO3固体
（4）滤渣Ⅰ为___________________，滤渣Ⅱ为_____________。（填化学式）
（5）沉锰的化学方程式为_________________________________________。
（6）沉锰后过滤得到固体MnCO3，设计实验方案验证MnCO3固体是否洗涤干净：__________。
【答案】否过滤2FeS + 12H+ + 3MnO2 = 2Fe3+ + 2S + 3Mn2+ + 6H2O4.7≤pH<8.8DFe(OH)3、Al(OH)3CaF2MnSO4 + 2NaHCO3 = MnCO3↓ + Na2SO4 + H2O + CO2↑取少量最后一次洗涤液于试管中，滴入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀产生，则说明已经洗涤干净
【解析】
锰矿石的主要成分是MnO2，还含CaO、Al2O3、FeS等杂质，加入稀硫酸高温酸溶，二氧化锰将硫化亚铁氧化成硫单质、铁离子，同时氧化钙和氧化铝与稀硫酸反应，通过操作Ⅰ过滤得到S沉淀和含有锰离子、铁离子、钙离子和铝离子的滤液Ⅰ；通过调节滤液Ⅰ的pH，将铝离子、铁离子转化成Al（OH）3、Fe（OH）3，过滤后分离出Al（OH）3、Fe（OH）3，滤液Ⅱ中含有钙离子和锰离子，加入NaF后将钙离子转化成CaF2沉淀，过滤后得到滤渣Ⅱ（CaF2沉淀）和滤液Ⅲ（主要含有硫酸锰），再加入碳酸氢钠，发生反应：MnSO4+2NaHCO3=MnCO3↓+Na2SO4+H2O+CO2↑，从而获得MnCO3。
锰矿石的主要成分是MnO2，还含CaO、Al2O3、FeS等杂质，加入稀硫酸高温酸溶，二氧化锰将硫化亚铁氧化成硫单质、铁离子，同时氧化钙和氧化铝与稀硫酸反应，通过操作Ⅰ过滤得到S沉淀和含有锰离子、铁离子、钙离子和铝离子的滤液Ⅰ；通过调节滤液Ⅰ的pH，将铝离子、铁离子转化成Al（OH）3、Fe（OH）3，过滤后分离出Al（OH）3、Fe（OH）3，滤液Ⅱ中含有钙离子和锰离子，加入NaF后将钙离子转化成CaF2沉淀，过滤后得到滤渣Ⅱ（CaF2沉淀）和滤液Ⅲ（主要含有硫酸锰），再加入碳酸氢钠，发生反应：MnSO4+2NaHCO3=MnCO3↓+Na2SO4+H2O+CO2↑，从而获得MnCO3；（1）二氧化锰将与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气，所以不能将稀硫酸换成浓盐酸；操作Ⅰ得到的是S单质的沉淀，将该物质分离的方法为过滤，操作I的名称为过滤。（2）取溶液Ⅰ加入KSCN溶液，溶液呈现红色，说明有铁离子存在，所以在酸溶过程中FeS发生反应的离子方程式：2FeS + 12H+ + 3MnO2 = 2Fe3+ + 2S + 3Mn2+ + 6H2O。（3）根据流程图，调节溶液Ⅰ的pH目的是除去Al3+、Fe3+，Mn2+不能生成沉淀，所以pH的范围为4.7≤pH<8.8；由于不能引进杂质，则调节溶液的pH所用的物质X最好为MnCO3固体，选D。（4）调节溶液Ⅰ的pH目的是除去Al3+、Fe3+，铁离子和铝离子会完全生成氢氧化物沉淀，滤渣Ⅰ为滤渣为Al（OH）3、Fe（OH）3；加入NaF后转化成CaF2沉淀，滤渣Ⅱ为CaF2。（5）滤液Ⅲ中含有硫酸锰，硫酸锰与碳酸氢钠溶液反应生成碳酸锰沉淀、硫酸钠、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：MnSO4+2NaHCO3=MnCO3↓+Na2SO4+H2O+CO2↑。
（6）根据流程图，滤液Ⅲ中含有SO42-，验证MnCO3固体是否洗涤干净，可以检验洗涤液中是否含有SO42-，方法是取少量最后一次洗涤液于试管中，滴入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀产生，则说明已经洗涤干净。
【题目】用下图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是( )
选项 | ①中物质 | ②中物质 | 预测②中的现象 |
A | 稀盐酸 | 碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液 | 立即产生气泡 |
B | 浓硝酸 | 用砂纸打磨过的铝条 | 产生红棕色气体 |
C | 氯化铝溶液 | 浓氢氧化钠溶液 | 产生大量白色沉淀 |
D | 草酸溶液(H2C2O4具有还原性) | 高锰酸钾酸性溶液 | 溶液逐渐褪色 |
A. AB. BC. CD. D
