题目内容
采用硫酸同槽浸出软锰矿（主要成分MnO2）和黄铜矿（主要成分CuFeS2）的新工艺方法提取锰、铜、铁元素获得成功，符合绿色化学思想，生产流程示意如下：已知：
步骤①：5MnO2+2CuFeS2+10H2SO4=5MnSO4+Fe2（SO4）3+2CuSO4+4S+10H2O
（1）请写出MnO2一种用途：
根据下表数据，回答相关问题．
（2）E：
（3）若c（MnSO4）=3×10-6 mol?L-1，c（CO32-）=3.3×10-5 mol?L-1，则MnSO4溶液与碳酸盐溶液按体积比2：1混合，恰好达到溶解平衡，MnCO3的Ksp=
（4）请写出步骤④发生的离子反应方程式：
（5）步骤⑤，在不同温度下分解可得到锰的不同氧化物．根据如图数据计算：530℃至1000℃时，可得一种固体纯净物．其化学式为：
（6）称取0.435g软锰矿于烧杯中，再分别往烧杯中加入过量的20.00mL 0.1000mol?L-1 Na2C2O4溶液和过量的硫酸，充分搅拌溶解，过滤，将滤液转移至锥形瓶中，用0.1000mol?L-1的KMnO4溶液滴定至终点，消耗了4.00mL KMnO4的溶液．反应式如下：MnO2+Na2C2O4+2H2SO4=MnSO4+Na2SO4+2CO2↑+2H2O
①写出酸性KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4溶液的离子反应方程式：
②计算软锰矿中MnO2的百分含量
步骤①：5MnO2+2CuFeS2+10H2SO4=5MnSO4+Fe2（SO4）3+2CuSO4+4S+10H2O
（1）请写出MnO2一种用途：
催化剂、制备氯气
催化剂、制备氯气
．根据下表数据，回答相关问题．
| Cu（OH）2 | Fe（OH）3 | Mn（OH）2 | Fe（OH）2 | |
| 开始沉淀pH | 4.2 | 1.5 | 7.3 | 6.4 |
| 完全沉淀pH | 6.7 | 3.2 | 9.8 | 9.0 |
Fe（OH）3
Fe（OH）3
，F：Cu（OH）2
Cu（OH）2
，D中主要溶质（NH4）2SO4
（NH4）2SO4
（填化学式）．（3）若c（MnSO4）=3×10-6 mol?L-1，c（CO32-）=3.3×10-5 mol?L-1，则MnSO4溶液与碳酸盐溶液按体积比2：1混合，恰好达到溶解平衡，MnCO3的Ksp=
2.2×10-11
2.2×10-11
．（4）请写出步骤④发生的离子反应方程式：
Mn2++2NH3+CO2+H2O=MnCO3↓+2NH4+
Mn2++2NH3+CO2+H2O=MnCO3↓+2NH4+
．（5）步骤⑤，在不同温度下分解可得到锰的不同氧化物．根据如图数据计算：530℃至1000℃时，可得一种固体纯净物．其化学式为：
Mn2O3
Mn2O3
．（6）称取0.435g软锰矿于烧杯中，再分别往烧杯中加入过量的20.00mL 0.1000mol?L-1 Na2C2O4溶液和过量的硫酸，充分搅拌溶解，过滤，将滤液转移至锥形瓶中，用0.1000mol?L-1的KMnO4溶液滴定至终点，消耗了4.00mL KMnO4的溶液．反应式如下：MnO2+Na2C2O4+2H2SO4=MnSO4+Na2SO4+2CO2↑+2H2O
①写出酸性KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4溶液的离子反应方程式：
5C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
5C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
．②计算软锰矿中MnO2的百分含量
20.0%
20.0%
．分析：（1）根据所学知识来回答二氧化锰的作用；
（2）根据离子沉淀所需调节的溶液的酸碱性情况数据来回答；
（3）根据MnCO3的Ksp=[Mn2+]?[CO32-]来计算；
（4）向含有锰离的盐中通入二氧化碳和氨气，可以获得碳酸锰沉淀；
（5）根据图示信息：530℃是获得的是8.7g的二氧化锰，在1000℃是得到的是7.9gMn的氧化物来计算回答；
（6）①高锰酸钾具有强氧化性，可以将草酸根氧化；
②根据锰元素守恒的思想来计算二氧化锰的百分含量．
（2）根据离子沉淀所需调节的溶液的酸碱性情况数据来回答；
（3）根据MnCO3的Ksp=[Mn2+]?[CO32-]来计算；
（4）向含有锰离的盐中通入二氧化碳和氨气，可以获得碳酸锰沉淀；
（5）根据图示信息：530℃是获得的是8.7g的二氧化锰，在1000℃是得到的是7.9gMn的氧化物来计算回答；
（6）①高锰酸钾具有强氧化性，可以将草酸根氧化；
②根据锰元素守恒的思想来计算二氧化锰的百分含量．
解答：解：（1）在所学知识中，二氧化锰的作用有：在双氧水的分解反应中做催化剂，在实验室可以用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，故答案为：催化剂、制备氯气；
（2）根据表中数据，氢氧化铁在pH=6.4开始沉淀，当pH=9.0时沉淀完全，氢氧化铜在pH=4.2开始沉淀，当pH=6.7时沉淀完全，所以步骤②先获得的是氢氧化铁，然后获得的是氢氧化铜，最后溶液是硫酸铵，
故答案为：Fe（OH）3、Cu（OH）2、（NH4）2SO4；
（3）MnCO3的Ksp=[Mn2+]?[CO32-]=
×
=2.2×10-11，故答案为：2.2×10-11；
（4）向含有锰离的盐中通入二氧化碳和氨气，可以获得碳酸锰沉淀，原理为：Mn2++2NH3+CO2+H2O=MnCO3↓+2NH4+，
故答案为：Mn2++2NH3+CO2+H2O=MnCO3↓+2NH4+；
（5）530℃是获得的是8.7g的二氧化锰，物质的量是0.1mol，在1000℃是得到的是7.9gMn的氧化物，相对分子质量=
=79或是79的整数倍，所以是Mn2O3，故答案为：Mn2O3；
（6）①高锰酸钾具有强氧化性，可以将草酸根氧化，实质是：C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，
故答案为：C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
②0.1000mol?L-1的KMnO4溶液滴定至终点，消耗了4.00mL KMnO4的溶液，则草酸钠的剩余量=0.1000mol?L-1×0.004L×
=0.001mol，所以反应掉的草酸钠的量是0.001mol，根据反应MnO2+Na2C2O4+2H2SO4=MnSO4+Na2SO4+2CO2↑+2H2O，
0.001mol Na2C2O4溶液消耗掉的二氧化锰的物质的量为0.001mol，所以软锰矿中MnO2的百分含量=
×100%=20.0%，故答案为：20%．
（2）根据表中数据，氢氧化铁在pH=6.4开始沉淀，当pH=9.0时沉淀完全，氢氧化铜在pH=4.2开始沉淀，当pH=6.7时沉淀完全，所以步骤②先获得的是氢氧化铁，然后获得的是氢氧化铜，最后溶液是硫酸铵，
故答案为：Fe（OH）3、Cu（OH）2、（NH4）2SO4；
（3）MnCO3的Ksp=[Mn2+]?[CO32-]=
| 3×10-6×2 |
| 3 |
| 3.3×10-5 |
| 3 |
（4）向含有锰离的盐中通入二氧化碳和氨气，可以获得碳酸锰沉淀，原理为：Mn2++2NH3+CO2+H2O=MnCO3↓+2NH4+，
故答案为：Mn2++2NH3+CO2+H2O=MnCO3↓+2NH4+；
（5）530℃是获得的是8.7g的二氧化锰，物质的量是0.1mol，在1000℃是得到的是7.9gMn的氧化物，相对分子质量=
| 7.9 |
| 0.1 |
（6）①高锰酸钾具有强氧化性，可以将草酸根氧化，实质是：C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，
故答案为：C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
②0.1000mol?L-1的KMnO4溶液滴定至终点，消耗了4.00mL KMnO4的溶液，则草酸钠的剩余量=0.1000mol?L-1×0.004L×
| 5 |
| 2 |
0.001mol Na2C2O4溶液消耗掉的二氧化锰的物质的量为0.001mol，所以软锰矿中MnO2的百分含量=
| 0.001mol×87g/mol |
| 0.435g |
点评：本题是一道物质的分离和提醇知识的综合题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，综合性较强，难度较大．
练习册系列答案
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步骤①：5MnO2+2CuFeS2+10H2SO4=5MnSO4+Fe2（SO4）3+2CuSO4+4S+10H2O
（1）请写出MnO2一种用途：______．
根据下表数据，回答相关问题．
（2）E：______，F：______，D中主要溶质______（填化学式）．
（3）若c（MnSO4）=3×10-6 mol?L-1，c（CO32-）=3.3×10-5 mol?L-1，则MnSO4溶液与碳酸盐溶液按体积比2：1混合，恰好达到溶解平衡，MnCO3的Ksp=______．
（4）请写出步骤④发生的离子反应方程式：______．
（5）步骤⑤，在不同温度下分解可得到锰的不同氧化物．根据如图数据计算：530℃至1000℃时，可得一种固体纯净物．其化学式为：______．
（6）称取0.435g软锰矿于烧杯中，再分别往烧杯中加入过量的20.00mL 0.1000mol?L-1 Na2C2O4溶液和过量的硫酸，充分搅拌溶解，过滤，将滤液转移至锥形瓶中，用0.1000mol?L-1的KMnO4溶液滴定至终点，消耗了4.00mL KMnO4的溶液．反应式如下：MnO2+Na2C2O4+2H2SO4=MnSO4+Na2SO4+2CO2↑+2H2O
①写出酸性KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4溶液的离子反应方程式：______．
②计算软锰矿中MnO2的百分含量______．
步骤①：5MnO2+2CuFeS2+10H2SO4=5MnSO4+Fe2（SO4）3+2CuSO4+4S+10H2O
（1）请写出MnO2一种用途：______．
根据下表数据，回答相关问题．
| Cu（OH）2 | Fe（OH）3 | Mn（OH）2 | Fe（OH）2 | |
| 开始沉淀pH | 4.2 | 1.5 | 7.3 | 6.4 |
| 完全沉淀pH | 6.7 | 3.2 | 9.8 | 9.0 |
（3）若c（MnSO4）=3×10-6 mol?L-1，c（CO32-）=3.3×10-5 mol?L-1，则MnSO4溶液与碳酸盐溶液按体积比2：1混合，恰好达到溶解平衡，MnCO3的Ksp=______．
（4）请写出步骤④发生的离子反应方程式：______．
（5）步骤⑤，在不同温度下分解可得到锰的不同氧化物．根据如图数据计算：530℃至1000℃时，可得一种固体纯净物．其化学式为：______．
（6）称取0.435g软锰矿于烧杯中，再分别往烧杯中加入过量的20.00mL 0.1000mol?L-1 Na2C2O4溶液和过量的硫酸，充分搅拌溶解，过滤，将滤液转移至锥形瓶中，用0.1000mol?L-1的KMnO4溶液滴定至终点，消耗了4.00mL KMnO4的溶液．反应式如下：MnO2+Na2C2O4+2H2SO4=MnSO4+Na2SO4+2CO2↑+2H2O
①写出酸性KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4溶液的离子反应方程式：______．
②计算软锰矿中MnO2的百分含量______．