Question

【题目】硫酸锰广泛应用于医药、食品、农药、造纸等行业，如图是以软锰矿(主要成分是MnO2，还含有SiO2等杂质)和黄铁矿(FeS2)制取MnSO4H2O的流程图，已知Ksp(MnCO3)=2.2×10-11，气体常用作气体肥料。回答下列问题：

(1)空气中高温焙烧发生反应的化学方程式为________．

(2)气体的电子式为________。

(3)操作a所用的主要玻璃仪器：________。

(4)常温下，0.1mol/L碳酸氢铵溶液中微粒浓度分数与pH的关系如图所示，取一定量母液C加入NH4HCO3至其浓度为0.1mol/L可制得高性能强磁性材料MnCO3，该反应的离子方程式为________同时调pH=10.3，则溶液中c(Mn2+)=________．

(5)硫酸锰是工业制备MnO2电极的活性原料，则用惰性电极电解酸性母液C制得MnO2的阳极电极反应式为________若电路中通过0.3mol电子时，理论上得到MnO2的质量为________g。

(6)如图是MnSO4H2O的热重曲线，则850℃时固体化学式为________．700℃时发生反应的化学方程式是________．

Answer 1

【答案】4FeS2+11O2+8MnO22Fe2O3+3MnSO4 烧杯、漏斗、玻璃棒 Mn2++2HCO3-=MnCO3+CO2↑+H2O 4.4×10-10mol/L Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ 13.05 Mn3O4 MnSO4H2OMnSO4+H2O↑

【解析】

(1)由流程图可知：Mn元素存在于溶液中，最后结晶出MnSO4H2O，故空气中高温焙烧时MnO2参加了反应；

(2)CO2电子式为；

(3)操作a为过滤操作；

(4)母液C中溶质为MnSO4加入NH4HCO3生成MnCO3；由图象可知，pH=10.3，c(HCO3-)=c(CO32-)= 0.05mol/L；

(5)根据Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+计算；

(6)由MnSO4H2O热重曲线可知，利用质量差，推测物质。

(1)由流程图可知：Mn元素存在于溶液中，最后结晶出MnSO4H2O，故空气中高温焙烧时MnO2参加了反应，其发生反应的化学方程式为4FeS2+11O2+8MnO22Fe2O3+3MnSO4；

(2)CO2为气体肥料，其电子式为；

(3)操作a为过滤操作，故所用的主要玻璃仪器：烧杯、漏斗、玻璃棒；

(4)母液C中溶质为MnSO4加入NH4HCO3生成MnCO3，故反应的离子方程式为Mn2++2HCO3-=MnCO3+CO2↑+H2O；由图象可知，pH=10.3，c(HCO3-)=c(CO32-)= 0.05mol/L，则溶液中c(Mn2+)===4.4×10-10mol/L；

(5)惰性电极电解酸性硫酸锰溶液制得MnO2的阳极电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；当电路中通过0.3mol电子时，理论上得到MnO2的质量为0.3×0.5×87=13.05g；

(6)由MnSO4H2O热重曲线可知，MnSO4H2O晶体的起始物质的量为=0.03mol，当700℃时固体质量减少量为5.07g-4.53g=0.54g，可知减少的H2O的物质的量为0.03mol，则发生的反应为MnSO4H2OMnSO4+H2O↑；850℃时固体质量为2.29g，其中锰元素的质量为0.03×55=1.65g，氧原子的物质的量为=0.04mol，Mn原子与O原子个数比为3:4，则固体的化学式为Mn3O4。