题目内容
【题目】Ⅰ.工业以软锰矿（主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质）为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰（MnCO3）。其工业流程如下：
(1)浸锰过程中Fe2O3与SO2反应的离子方程式为Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42-+H2O，该反应是经历以下两步反应实现的。
ⅰ：Fe2O3+6H+ =2Fe3++3H2O
ⅱ：____________________________________________（离子方程式）。
(2)过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为____________（填离子符号）。
(3)氧化过程中被MnO2氧化的物质有（写化学式）：____________________。
(4) “浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图所示，为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是_________；向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是______________________。
(5).加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式：_______________________________________________________。
Ⅱ.重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。
酸性条件下，六价铬主要以Cr2O72-形式存在，工业上常用电解法处理含Cr2O72-的废水。实验室用如图装置模拟处理含Cr2O72-废水，阳极反应式Fe-2e-=Fe2+，阴极反应式2H++2e-=H2↑随着电解进行，阴极附近pH升高。
(1)电解时能否用Cu电极来代替Fe电极?____(填“能”或“不能”)，理由是______________________。
(2)电解时阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式为______________________________。
(3)上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从其对水的电离平衡影响角度解释其原因__________________________。
【答案】2Fe3++SO2 +2H2O = 2Fe2++SO42－+4H+ Fe2+、Mn2+ Fe2+、SO2 90℃ 防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率 Mn2++2HCO3－=MnCO3↓+CO2↑+H2O 不能 因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72还原到低价态 6Fe2++Cr2O72+14H+ = 6Fe3++2Cr3++7H2O 水中的H+在阴极区放电，H+浓度减小促使水的电离平衡H2OH++OH向右移动，阴极区OH浓度增大与金属阳离子在阴极区结合而沉淀完全
【解析】
Ⅰ(1)根据总反应减去第ⅰ个反应：2Fe3++SO2 +2H2O = 2Fe2++SO42－+4H+。
(2)浸锰过程中二氧化锰和二氧化硫发生氧化还原反应，因此过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为Fe2+、Mn2+。
(3)氧化过程中被MnO2氧化的物质主要是过量的二氧化硫和Fe2+。
(4)根据图可知，90℃时，MnS2O6的生成率低，锰浸出率高，温度再高，变化不大，则“浸锰”的适宜温度是90℃，NH4HCO3受热易分解，温度不宜太高，防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率。
(5)加入NH4HCO3溶液后，发生彻底的双水解，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成。
Ⅱ(1)铜失去电子得到的阳离子是铜离子，该离子不具有还原性，不能和重铬酸根之间发生反应。
(2)Cr2O72－具有强氧化性，可以将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为2Cr3+，因此写出离子方程式。
(3)水中的H+在阴极区放电，H+浓度减小促使水的电离平衡H2OH++OH向右移动，阴极区OH。
Ⅰ(1)根据总反应减去第ⅰ个反应：2Fe3++SO2 +2H2O = 2Fe2++SO42－+4H+，故答案为：2Fe3++ SO2 + 2H2O = 2Fe2++SO42－+4H+。
(2)浸锰过程中二氧化锰和二氧化硫发生氧化还原反应，因此过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为Fe2+、Mn2+，故答案为：Fe2+、Mn2+。
(3)氧化过程中被MnO2氧化的物质主要是过量的二氧化硫和浸锰过程中生成的Fe2+，故答案为：Fe2+、SO2。
(4)根据图可知，90℃时，MnS2O6的生成率低，锰浸出率高，温度再高，变化不大，则“浸锰”的适宜温度是90℃，NH4HCO3受热易分解，温度不宜太高，防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率，故答案为：90℃；防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率。
(5)加入NH4HCO3溶液后，发生彻底的双水解，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式：Mn2++2HCO3－=MnCO3↓+CO2↑+H2O，故答案为；Mn2++2HCO3－= MnCO3↓+CO2↑+H2O。
Ⅱ(1)铜失去电子得到的阳离子是铜离子，该离子不具有还原性，不能和重铬酸根之间发生反应，故答案为：不能；因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72还原到低价态。
(2)Cr2O72－具有强氧化性，可以将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为2Cr3+，因此离子方程式为6Fe2++Cr2O72+14H+ = 6Fe3++2Cr3++7H2O，故答案为：6Fe2++Cr2O72+14H+= 6Fe3+ + 2Cr3++7H2O。
(3)水中的H+在阴极区放电，H+浓度减小促使水的电离平衡H2OH++OH向右移动，阴极区OH，故答案为：水中的H+在阴极区放电，H+浓度减小促使水的电离平衡H2OH++OH向右移动，阴极区OH浓度增大与金属阳离子在阴极区结合而沉淀完全。
应用题作业本系列答案
【题目】碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]是一种用途广泛的化工原料，实验室以纯铜屑为原料制取的流程如下:
(1)“溶解”步骤反应的离子方程式为_______．温度宜控制在50℃左右，若高于50℃，溶液中O2溶解量减少、Cu的转化率降低，若低于50℃ ，_____
(2)“反应”步骤生成Cu2(OH)2CO3的化学方程式为_________。反应后溶液中铜元素残留量受pH和反应时间的影响如图所示:
判断反应的最佳条件: pH为___、反应时间为____h。
(3)检验Cu2(OH)2CO3洗涤是否完全的方法是____________________
(4) Cu2(OH)2CO3也可以表示为CuCO3·Cu(OH)2。 查阅文献，上述反应条件下还可能生成少量CuCO3·Cu(OH)2。为测定产品的纯度[产品中Cu2(OH)2CO3的质量分数]，取10.97g干燥样品，400℃左右加热，测得固体质量随时间变化关系如图所示。
已知: 8.00g固体为黑色纯净物。
有关物质的摩尔质量如表：
物质 | CuCO3·Cu(OH)2 | CuCO3·2Cu(OH)2 | CuO |
摩尔质量/g·mol-1 | 222 | 320 | 80 |
请计算产品的纯度(写出计算过程，结果保留3位有效数字)。______
