Question

【题目】软锰矿的主要成分为MnO2，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO等杂质。软锰矿经过综合利用，可制备碳酸锰、氧化铝及绿矾（ FeSO47H2O），其制备过程如图：

部分物质的Ksp如表：

回答下列问题：

（1）操作I中需要的仪器有______（填字母序号）。

a．蒸发皿 b．酒精灯c．漏斗 d．玻璃棒 e．烧杯

（2）操作Ⅱ中反应的离子方程式为______。

（3）操作Ⅲ中也可用NaHCO3与MnSO4溶液反应制备碳酸锰，其反应的离子方程式为______。

（4）操作Ⅳ中加入适量Fe的目的是______；当调节pH=______时（结果保留整数），可确定Al（OH）3完全沉淀。（已知：完全沉淀后，溶液中离子浓度不高于10-5molL-1）

（5）操作Ⅵ中一般要加入稀硫酸，目的是______，然后______、冷却结晶、______、洗涤、干燥。

Answer 1

【答案】cde MnO2+H2O2+2H+=O2↑+Mn2++2H2O Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O 将铁离子还原为亚铁离子，以防止在调节溶液的pH时，把铁离子转化为沉淀 5.0 抑制Fe2+水解 蒸发浓缩 过滤

【解析】

软锰矿的主要成分为MnO2，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO等杂质，用稀硫酸酸浸后，生成硫酸铁、硫酸铝和硫酸亚铁等，二氧化硅、MnO2不反应，过滤分离出滤渣Ⅰ为二氧化硅、MnO2，在滤渣中加过氧化氢和稀硫酸，反应生成水、氧气和MnSO4溶液，二氧化硅不反应，过滤除去；滤液Ⅰ为硫酸铁、硫酸铝和硫酸亚铁，加适量铁将铁离子还原为亚铁离子；调节溶液的pH把铝离子转化为沉淀过滤得Al（OH）3，再灼烧得Al2O3，滤液Ⅱ为硫酸亚铁，要得到绿矾的实验操作Ⅵ是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

（1）操作I为过滤，需要的仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯，故答案为：cde；

（2）由分析可知，MnO2、过氧化氢和稀硫酸反应生成水、氧气和MnSO4溶液，离子方程式为：MnO2+H2O2+2H+=O2↑+Mn2++2H2O，故答案为：MnO2+H2O2+2H+=O2↑+Mn2++2H2O；

（3）操作Ⅲ目的是生成碳酸锰，则加入NaHCO3后，有沉淀碳酸锰生成，有无色气体二氧化碳生成，反应方程式为：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O，故答案为：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O；

（4）操作Ⅳ中加入适量Fe的目的是将铁离子还原为亚铁离子，以防止在调节溶液的pH时把铁离子转化为沉淀；若使铝离子沉淀完全，铝离子的浓度应小于等于1×10-5mol/L，已知Al（OH）3的溶度积为1.3×10-33，则c（OH-）=mol/L1.0×10-9mol/L，c（H+）=1.0×10-5mol/L，则该溶液的pH=5.0，故答案为：将铁离子还原为亚铁离子，以防止在调节溶液的pH时，把铁离子转化为沉淀；5.0；

（5）硫酸亚铁溶液在温度升高时亚铁离子水解程度增大，导致得到的绿矾不纯净，加入稀硫酸能抑制Fe2+水解；溶液中得到绿矾的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：抑制Fe2+水解；蒸发浓缩；过滤。