题目内容
【题目】利用酸性含锰废水（主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+）可制备高性能磁性材料（MnCO3）及纯净的氯化铜晶体（CuCl22H2O）。工业流程如下：
已知：几种金属离子沉淀的pH如表
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Cu2+ | Mn2+ |
开始沉淀的pH | 7.5 | 3.2 | 5.2 | 8.8 |
完全沉淀的pH | 9.7 | 3.7 | 6.4 | 10.4 |
回答下列问题：
（1）过程①中，MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为
（2）过程②中，所得滤渣W的成分是 。
（3）过程③中，调pH=6.4目的是 。
（4）过程④中，若生成的气体J可使澄清的石灰水变浑浊，则生成MnCO3反应的离子方程式是 。
（5）将滤渣Q溶解在过量的盐酸中，经过 ，过滤、洗涤、低温烘干，即可获得纯净的氯化铜晶体（CuCl22H2O）。
（6）过程④中，298K、c(Mn2+)为1.05mol/L时，实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间关系如右图。
据图中信息，你选择的最佳pH是 ；理由是 。
（7）从滤液C可得到的副产品是 （填化学式）。
【答案】（1）MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O； （2）Fe(OH)3和过量的MnO2
（3）使Cu2+ 完全沉淀为Cu(OH)2
（4）Mn2++2HCO3－= MnCO3 ↓+ CO2↑+H2O
（5）加热浓缩，降温结晶 (其它合理答案也给分)
（6）7.0（1分） pH等于7.0时反应速率最快，且MnCO3产率最高 （7）NH4Cl（1分）。
【解析】
试题分析：(1)在过程①中，MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；(2)在过程②中，向溶液中加入氨水，调节溶液的pH=3.7，这时溶液中的Fe3+会形成Fe(OH)3沉淀，过量的MnO2也以固体形式存在，所以所得滤渣W的成分是Fe(OH)3和MnO2；(30过程③中，调pH=6.4目的是使溶液中Cu2+完全沉淀为Cu(OH)2而除去；（4）过程④中，若向含有Mn2+的溶液中加入NH4HCO3溶液，生成的气体J可使澄清的石灰水变浑浊，则生成MnCO3反应的离子方程式是Mn2++2HCO3－= MnCO3 ↓+ CO2↑+H2O；（5）将滤渣Q是Cu(OH)2，将其溶解在过量的盐酸中，得到CuCl2溶液，该物质的溶解度随温度的升高而增大，所以溶液经过加热浓缩，降温结晶，过滤、洗涤、低温烘干，即可获得纯净的氯化铜晶体(CuCl22H2O)。(6)据图中信息，你选择的最佳pH是7.0，原因是pH=7.0时，反应速率最快，而且MnCO3沉淀率最高；（7） 根据元素守恒可知：从滤液C可得到的副产品是NH4Cl。
