题目内容
（9分）某种碳酸锰矿的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3等。已知碳酸锰难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰，流程如下：
阴离子膜法电解装置如下图所示：
（1）写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式： 。
（2）已知Ksp (Fe(OH)3) =" 4" ´10–38，假设溶液中Fe3+离子浓度为0．1 mol·L–1，则开始生成Fe(OH)3沉淀的pH是_________，沉淀完全的pH是_________。（可能用到的数据：lg
= -0．1 lg
=0．2）
（3）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：
| 离子 | Fe3+ | A13+ | Fe2+ | Mn2+ | Mg2+ |
| 开始沉淀的pH | 1．2 | 3．7 | 7．0 | 7．8 | 9．3 |
| 沉淀完全的pH | 3．7 | 4．7 | 9．6 | 9．8 | 10．8 |
加氨水调节溶液的pH等于6，则“滤渣（待处理）”的成分是 （写化学式），滤液中含有的阳离子有H+和 （写符号）。
（4）在浸出液里锰元素只以Mn2+的形式存在，且滤渣A中也无MnO2，请用离子方程式解释原因： 。
（5）电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向，则A电极是直流电源的 极。实际生产中，阳极以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为 。
（6）该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止Mn2+进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资源浪费，写出该副反应的电极反应式： 。
（9分）
（1）MnCO3＋2H+＝Mn2+＋CO2↑＋H2O
（2）1．9 3．2
（3）Al(OH)3、Fe(OH)3 Mn2+、Mg2+、NH4+
（4）MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
（5）负极 4OH-－4e-＝O2↑＋2H2O
（6）Mn2+－2e-＋2H2O＝MnO2＋4H+
解析试题分析：（1）硫酸为可溶性强电解质可拆，碳酸锰难溶于水，不可拆，所以反应的离子方程式：MnCO3＋2H+＝Mn2+＋CO2↑＋H2O
（2）由Ksp (Fe(OH)3) =" 4" ´10–38=c（Fe3+）c3（OH-）可知：c3（OH-）="4" ´10–37，又因为c（H+）="Kw/" c3（OH-），pH="-" lg c（H+）。所以开始生成Fe(OH)3沉淀的pH是1．9。残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol?L-1时就认为沉淀完全，同理可得沉淀完全的pH是3．2
（3）加氨水调节溶液的pH等于6，Fe3+ A13+沉淀完全，则“滤渣（待处理）”的成分是Al(OH)3、Fe(OH)3，Fe2+被双氧水完全氧化成Fe3+，滤液中含有的阳离子有H+、Mn2+、Mg2+。
（4）MnO2在酸性条件下被Fe2+还原成了Mn2+，所以在浸出液里锰元素只以Mn2+的形式存在，用离子方程式解释原因为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
（5）电解过程中溶液中阴离子向阳极移动，所以电解池中左边为阴极，与电池的负极相连，右边为阳极，与电池的正极相连。阳极失电子，阳极为惰性电极时，溶液的阴离子失电子。S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-，所以阳极的电极反应式为4OH-－4e-＝O2↑＋2H2O。
（6）Mn2+进入阳极区会失电子生成MnO2所以该副反应的电极反应式为Mn2+－2e-＋2H2O＝MnO2＋4H+
考点：原电池和电解池原理
（1）有下列物质 ①Cu；②液态SO2；③CH3COOH；④NaHCO3；⑤H2O；⑥熔融NaCl；⑦BaSO4 属于弱电解质的是 （填序号）
（2）常温下，0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中Na＋、HCO3―、CO32―、OH―四种微粒的浓度由大到小的顺序为： 。NaHCO3水解的离子方程式 。
（3）常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表：
| 实验编号 | HA物质的量浓度(mol·L-1) | NaOH物质的量浓度(mol·L-1) | 混合溶液 的pH |
| a | 0.1 | 0.1 | pH＝9 |
| b | c | 0.2 | pH＝7 |
请回答：
①从a组情况分析， HA是强酸还是弱酸 。
②b组情况表明，c 0.2 (选填“大于”、“小于”或 “等于”)。混合溶液中离子浓度c(A－)_______ c(Na＋)。(选填“大于”、“小于”或 “等于”)
③a组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH－)＝ mol·L－1。
工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下：
请回答下列问题：
（1）步骤①所得废渣的成分是 （写化学式），操作I的名称 。
（2）步骤②、③的变化过程可简化为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）：
R2(SO4)n (水层)+ 2nHA（有机层）
2RAn（有机层） + nH2SO4 (水层)
②中萃取时必须加入适量碱，其原因是 。③中X试剂为 。
（3）⑤的离子方程式为 。
（4）25℃时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：
| pH | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | 2.1 |
| 钒沉淀率% | 88.1 | 94.8 | 96.5 | 98.0 | 98.8 | 98.8 | 96.4 | 93.1 | 89.3 |
若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀，则溶液中c(Fe3+)< 。
【已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39】
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质有 和 。
结合下表回答下列问题：
| 物 质 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 |
| 溶度积／25℃ | 8.0×10－16 | 2.2×10－20 | 4.0×10－38 |
| 完全沉淀时的pH范围 | ≥9.6 | ≥6.4 | 3～4 |
（2）在空气中直接加热CuCl2?2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2，由CuCl2?2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是___________________________________________。
常温下，将a mL 三种一元酸分别和NaOH溶液等体积混合，实验数据如下：
| 组别 | c(一元酸) | c(NaOH) /mol/L | 混合溶液的pH |
| 甲 | c(HX)=0．1 mol/L | 0．1 | pH = x |
| 乙 | c(HY)=0．1mol/L | 0．1 | pH = 7 |
| 丙 | c(HZ)=0．1 mol/L | 0．1 | pH = 9 |
（1）上述三种酸中一定属于强酸的是___________；
（2）丙组实验发生反应的离子方程式为 ，所得溶液中由水电离出的c(OH－) = mol/L；
（3）甲组中x的值_____7（填>、<、=）；
（4）部分实验反应过程中的pH变化曲线如下图：
①表示乙组实验的pH变化曲线是________________
②上图中表示溶液呈中性的点为_________，表示溶液恰好完全反应的点是_______
③E点对应离子浓度由大到小的顺序为 。