题目内容
【题目】工业上以某种软锰矿(主要成分MnO2，还有Fe2O3，Fe2O3，SiO2等)作脱硫剂，同又制得KMnO4过程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38，Ksp[Al(OH)3]=1×10-33。回答下列问题：
(1)滤渣A的成分是______，其中的化学键的类型是______，稳定性：SiH4 ______H2S (填“>”、“<”)。
(2)析出沉淀B时，首先析出的物质是______。试简述如何分离
中的沉淀物______。
(3)滤液C中加入KMnO4时发生反应的离子方程式是__________。
(4)上述过程的第④、⑤、⑥步如下图所示，其中第⑥步用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解
溶液可制备
。
①写出熔融池中的化学方程式___________。
②则E的化学式为_________，阳极的电极反应式为__________。
③阳离子迁移方向是__________。
【答案】SiO2 共价键 < Fe(OH)3 向含有Fe(OH)3和Al(OH)3固体混合物中加入NaOH至沉淀不再溶解为止，过滤、洗涤、干燥，得到纯净的Fe(OH)3；然后向滤液中通入足量的CO2气体，产生Al(OH)3沉淀，然后过滤、洗涤、干燥，得到纯净的Al(OH)3 3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+ 3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O H2 MnO42--e-=MnO4- K+由阳极交换膜左侧向右侧迁移
【解析】
向软锰矿(主要成分MnO2，还有Fe2O3、Al2O3、SiO2等)通入含有SO2的尾气，同时加入稀硫酸：MnO2+SO2=Mn2++SO42-、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，SiO2不溶，过滤，滤渣A为SiO2，滤液中含有的金属离子为：Mn2+、Fe3+、Al3+，加入MnCO3调节溶液的pH，促进Fe3+、Al3+水解以沉淀形式除去，沉淀B为Fe(OH)3和Al(OH)3，滤液C主要含有Mn2+，加入KMnO4时发生价态归中反应：3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+，过滤得到MnO2，与KClO3和KOH熔融反应：3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O，得到K2MnO4，加水溶解得到溶液，电解K2MnO4溶液得到产品KMnO4，据此分析作答。
(1)软锰矿中SiO2不溶于酸，过滤，滤渣A为SiO2；SiO2是共价化合物，Si、O原子间通过共价键结合；元素的非金属性越强，其相应的氢化物的稳定性就越强，由于元素的非金属性Si<S，所以氢化物的稳定性：SiH4<H2S；
(2)在滤液中含有Mn2+、Fe3+、Al3+，加入MnCO3调节溶液的pH，促进Fe3+、Al3+水解以沉淀形式除去，沉淀B为Fe(OH)3和Al(OH)3，由于溶度积常数Fe(OH)3< Al(OH)3，Fe(OH)3的溶解度更小，所以首先析出的沉淀是Fe(OH)3沉淀；向Fe(OH)3、Al(OH)3固体混合物中加入足量的NaOH溶液，Al(OH)3发生反应，形成NaAlO2溶液，将Fe(OH)3沉淀过滤，洗涤，干燥得纯净的Fe(OH)3；然后向滤液在通入足量CO2气体，发生反应：NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+ Al(OH)3↓，将沉淀过滤、洗涤、干燥得纯净的Al(OH)3；
(3)滤液C主要含有Mn2+，加入KMnO4时发生价态归中反应，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得反应的离子方程式：3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+；
(4)①通过流程可知步骤④中反应为MnO2与KClO3和KOH熔融生成K2MnO4的反应，MnO2被氧化成K2MnO4，则KClO3被还原成KCl，方程式为：3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O；
②电解K2MnO4溶液，在阳极为K2MnO4失去电子发生氧化反应，电极反应式为MnO42--e-=MnO4-，说明KMnO4在阳极生成，在阴极附近的溶液中含有H+、K+，由于放电能力H+>K+，所以溶液中的H+获得电子变为H2逸出，所以物质E是H2，H+不断放电，阴极产生的物质G是KOH；
③电解池中阳离子向阴极移动，溶液中的阳离子K+会由阳离子交换膜的左侧向右侧迁移。
