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＋ + 6H2O 4.7≤pH<8.8 D Fe(OH)3、Al(OH)3 CaF2 MnSO4 + 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】
（1）酸溶时的条件为高温，盐酸沸点低，在高温下易挥发，不宜用盐酸；操作Ⅰ得到单质S沉淀，所以操作为过滤；故答案为：否、过滤；
（2）取溶液Ⅰ加入KSCN溶液，溶液呈血红色，说明有铁离子生成，所以酸溶过程中FeS发生反应的离子方程式为FeS + 12H+ +3MnO2
2Fe3+ + 2S↓ + 3Mn2+ + 6H2O；故答案为：2FeS + 12H＋ + 3MnO2 = 2Fe3＋ + 2S + 3Mn2＋ + 6H2O；
（3）调节溶液Ⅰ的 pH目的是为了除去铁离子和铝离子，同时又不能让Mn2+转化为沉淀，则pH应控制在4.7至8.8之间；由于不能引入杂质，则调节溶液pH所用物质X最好为 MnCO3固体；故答案为：4.7≤pH<8.8、D；
（4）根据表中数据可知铁离子、铝离子完全沉淀，则滤渣Ⅰ为Al(OH)3、Fe(OH)3；滤液中还含有钙离子，则加入NaF后转化为氟化钙沉淀，即滤渣Ⅱ为CaF2。故答案为：Fe(OH)3、Al(OH)3；CaF2；
（5）沉锰的反应物是碳酸氢钠和硫酸锰，则反应的化学方程式为MnSO4 + 2NaHCO3 = MnCO3↓ + Na2SO4 + H2O + CO2↑。
（6）沉锰后过滤得到固体表面可能含有SO42-，若洗涤干净后的洗涤液中不含硫酸根离子，故答案为：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。
