题目内容

【题目】软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O,反应的化学方程式为MnO2+SO2MnSO4。

(1)质量为17.40 g纯净MnO2最多能氧化____L(标准状况)SO2。

(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于1×10-6mol·L-1),需调节溶液pH范围为____。

(3)下图可以看出,从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体,需控制结晶温度范围为____。

(4)准确称取0.171 0 g MnSO4·H2O样品置于锥形瓶中,加入适量H3PO4和NH4NO3溶液,加热使Mn2+全部氧化成Mn3+,用c(Fe2+)=0.050 0 mol·L-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+),消耗Fe2+溶液20.00 mL。计算MnSO4·H2O样品的纯度(请给出计算过程)_____。

【答案】4.48 5.0<pH<7.1 高于60℃ 根据氧化还原反应中得失电子守恒: n(Mn3+)×1=n(Fe2+)×1=20.00×10-3L×0.050 0 mol·L-1=1.00×10-3mol,根据锰元素守恒,m(MnSO4·H2O)=1.00×10-3mol×169 g·mol-1=0.169g,样品的纯度是×100%≈98.8%

【解析】

(1)根据MnO2+SO2=MnSO4可知,n(SO2)=n(MnO2);

(2)pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀.室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+,结合Al(OH)3完全变成沉淀时的pH、Fe(OH)3完全变成沉淀时的pH分析;

(3)从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4H2O晶体,根据图上信息,高于60℃以后MnSO4H2O的溶解度减小,而MgSO46H2O的溶解度增大,因此控制结晶温度范围是高于60℃;

(4)根据氧化还原反应中得失电子守恒:n(Mn3+)×1=n(Fe2+)×1=0.02L×0.0500mol=1.00×10-3mol,根据Mn元素守恒,m(MnSO4H2O)=1.00×10-3mol×169g/mol=0.169g,以此计算纯度。

(1)根据反应方程式,n(SO2)=n(MnO2)= mol=0.2mol,因此V(SO2)=0.2×22.4L=4.48L;

(2)制备MnSO4,再根据信息,pH小于7.1,氢氧化铝完全变成沉淀时的pH:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33=c(Al3+)×c3(OH-),c(Al3+)=1×10-6mol·L-1,得出:c(OH-)=1×10-9mol·L-1,c(H+)=Kw/c(OH-)=10-5,pH=5,同理计算出Fe(OH)3完全变成沉淀时,pH约为3.5,故范围是:5.0<pH<7.1;

(3)从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体,根据图上信息,高于60℃以后MnSO4·H2O的溶解度减小,而MgSO4·6H2O的溶解度增大,因此控制结晶温度范围是高于60℃,这样可以得到纯净的MnSO4·H2O;

(4)根据氧化还原反应中得失电子守恒:n(Mn3+)×1=n(Fe2+)×1=20.00×10-3×0.0500mol=1.00×10-3mol,根据Mn元素守恒,m(MnSO4·H2O)=1.00×10-3×169g=0.169g,纯度是:×100%=98.8%。

练习册系列答案
相关题目

【题目】I.2017年5月5日,中国首架按照国际标准研制的拥有自主知识产权的大型客机C-919在上海浦东机场首飞,科学家在实验室中研究的利用催化技术将飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2的反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H<0。

(1)若将1mol NO和2mol CO通入2L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生上述反应,反应中生成的N2的物质的量浓度随时间的变化情况如图1所示。则NO从反应开始到平衡时的平均反应速率v(NO)=__________,4min末CO的浓度为__________mol·L-1。

(2)已知上述反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系如图2所示。工业上催化装置中比较适合的温度和压强是__________

II.取50 mL0.50mol·L-1NaOH溶液和50 mL、0.50mol/L硫酸溶液进行中和热测定实验,实验数据如下表:

(1)请填写表中的空白:

温度

实验次数

起始温度t1/℃

终止温度t2/℃

温度差平均值(t2-t1)/℃

H2SO4

NaOH

平均值

1

26.2

26.0

26.1

30.1

__________

2

27.0

27.4

27.2

31.3

3

25.9

25.9

25.9

29.8

4

26.4

26.2

26.3

31.4

(2)近似认为0.50mol·L-1 NaOH 溶液和0.50mol·L-1硫酸溶液的密度都是1g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c =4.18J·g-1·℃-1。则中和热△H=__________。(取小数点后一位)

(3)上述实验数值结果与57.3kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是__________(填字母)。

a.实验装置保温、隔热效果差

b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数

c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中

d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网