题目内容
利用含锰废水（主要含Mn2+、SO42-、H+、Fe2+、Al3+、Cu2+）可制备高性能磁性材料碳酸锰（MnCO3）．其中一种工业流程如下：
已知某些物质完全沉淀的pH值如下表：
回答下列问题：
（1）若下列物质均能把Fe2+氧化为Fe3+，则过程①中可选择加入的氧化剂是 ．
a．Cl2 b．MnO2 c．浓HNO3 d．H2O2
（2）过程②中，所得滤渣的成分是 ．
（3）过程③中，搅拌的目的是 ，发生反应的离子方程式是 ．
（4）过程④中，若生成的气体J可使澄清石灰水变浑浊，则生成MnCO3反应的离子方程式是 ．
（5）由MnCO3可制得重要的催化剂MnO2，MnCO3+
O2→MnO2+CO2．现在空气中加热 460.0g的MnCO3，得到332.0g产品，若产品中杂质只有MnO，则该产品中MnO2的质量分数是 ．（摩尔质量/g?：MnCO3 115 MnO2 87 MnO 71）
已知某些物质完全沉淀的pH值如下表：
| 沉淀物 | Fe（OH）3 | Al（OH）3 | Cu（OH）2 | Mn（OH）2 | CuS | MnS | MnCO3 |
| 沉淀完全时的PH | 3.7 | 5.2 | 6.4 | 9.8 | ≥0 | ≥7 | ≥7 |
（1）若下列物质均能把Fe2+氧化为Fe3+，则过程①中可选择加入的氧化剂是
a．Cl2 b．MnO2 c．浓HNO3 d．H2O2
（2）过程②中，所得滤渣的成分是
（3）过程③中，搅拌的目的是
（4）过程④中，若生成的气体J可使澄清石灰水变浑浊，则生成MnCO3反应的离子方程式是
（5）由MnCO3可制得重要的催化剂MnO2，MnCO3+
| 1 |
| 2 |
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
分析：流程分析可知含锰废水（主要含Mn2+、SO42-、H+、Fe2+、Al3+、Cu2+）加入氧化剂氧化亚铁离子，加入氨水调节溶液PH沉淀铁离子和铝离子，过滤得到滤渣W，滤液A主要为Mn2+、SO42-、Cu2+，加入硫化锰沉淀转化生成CuS，滤液B主要是Mn2+、SO42-，加入碳酸氢铵得到碳酸锰、二氧化碳和水；
（1）氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH除去，过氧化氢能氧化亚铁离子，且不引入杂质，二氧化锰能氧化亚铁离子生成的锰离子是提取物质中的离子，氯气和硝酸会引入酸根离子；
（2）根据表中各物质完全沉淀需要的pH判断滤渣的主要成分；
（3）结合表中数据可知，pH≥7时硫化锰才沉淀完全，而硫化铜在pH≥0已经沉淀完全，所以加入硫化锰目的是除去铜离子，据此写出反应的离子方程式；
（4）根据产生的气体能够使澄清石灰水变浑浊可知，该气体为二氧化碳，反应物为碳酸氢根离子和锰离子，反应产物为碳酸锰、二氧化碳气体和水，据此写出反应的离子方程式；
（5）460.0g MnCO3的物质的量为4mol，设备氧化生成二氧化锰的物质的量为xmol，则没有被氧化的氧化锰（4-x）mol，根据332.0g产品列式计算出二氧化锰的物质的量，再计算出二氧化锰的含量．
（1）氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH除去，过氧化氢能氧化亚铁离子，且不引入杂质，二氧化锰能氧化亚铁离子生成的锰离子是提取物质中的离子，氯气和硝酸会引入酸根离子；
（2）根据表中各物质完全沉淀需要的pH判断滤渣的主要成分；
（3）结合表中数据可知，pH≥7时硫化锰才沉淀完全，而硫化铜在pH≥0已经沉淀完全，所以加入硫化锰目的是除去铜离子，据此写出反应的离子方程式；
（4）根据产生的气体能够使澄清石灰水变浑浊可知，该气体为二氧化碳，反应物为碳酸氢根离子和锰离子，反应产物为碳酸锰、二氧化碳气体和水，据此写出反应的离子方程式；
（5）460.0g MnCO3的物质的量为4mol，设备氧化生成二氧化锰的物质的量为xmol，则没有被氧化的氧化锰（4-x）mol，根据332.0g产品列式计算出二氧化锰的物质的量，再计算出二氧化锰的含量．
解答：
解：（1）氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH除去，过氧化氢能氧化亚铁离子，且不引入杂质，二氧化锰能氧化亚铁离子生成的锰离子是提取物质中的离子，氯气和硝酸会引入酸根离子；
故答案为：bd；
（2）根据表中数据可知，氢氧化铝完成沉淀的pH为5.2，氢氧化铁完全沉淀的pH为3.7，所以调节pH在5.2，Fe2+和Al3+均以Fe（OH）3和Al（OH）3沉淀状态存在，即滤渣的成分为：Fe（OH）3、Al（OH）3，
故答案为：Fe（OH）3、Al（OH）3；
（3）CuS在pH≥0时完全沉淀，而MnS在pH≥7时完全沉淀，所以加入MnS是为了使其中Cu2+产生CuS沉淀除去，故搅拌目的是使MnS 与 Cu2+快速、充分反应，反应的离子方程式：MnS+Cu2+=Mn2++CuS↓，
故答案为：使MnS与Cu2+快速、充分反应；MnS+Cu2+=Mn2++CuS↓；
（4）生成的气体J可使澄清石灰水变浑浊，该气体为二氧化碳，Mn2+和加入的HCO3-反应，产生CO2气体和MnCO3沉淀，反应的离子方程式：Mn2++2HCO3-=MnCO3+CO2↑+H2O，
故答案为：Mn2++2HCO3-=MnCO3+CO2↑+H2O；
（5）MnCO3受热分解为MnO，MnO部分氧化为MnO2，产品中杂质有MnO，460.0 gMnCO3的物质的量为：
=4mol，受热产生4molMnO，设产生MnO2物质的量为xmol，即有xmolMnO氧化，剩余MnO为（4-x）mol，产物的总质量为：（4-x）mol×71g/mol+xmol×87g/mol=332g，解得x=3，则MnO2的质量分数=
×100%=78.6%，
故答案为：78.6%．
故答案为：bd；
（2）根据表中数据可知，氢氧化铝完成沉淀的pH为5.2，氢氧化铁完全沉淀的pH为3.7，所以调节pH在5.2，Fe2+和Al3+均以Fe（OH）3和Al（OH）3沉淀状态存在，即滤渣的成分为：Fe（OH）3、Al（OH）3，
故答案为：Fe（OH）3、Al（OH）3；
（3）CuS在pH≥0时完全沉淀，而MnS在pH≥7时完全沉淀，所以加入MnS是为了使其中Cu2+产生CuS沉淀除去，故搅拌目的是使MnS 与 Cu2+快速、充分反应，反应的离子方程式：MnS+Cu2+=Mn2++CuS↓，
故答案为：使MnS与Cu2+快速、充分反应；MnS+Cu2+=Mn2++CuS↓；
（4）生成的气体J可使澄清石灰水变浑浊，该气体为二氧化碳，Mn2+和加入的HCO3-反应，产生CO2气体和MnCO3沉淀，反应的离子方程式：Mn2++2HCO3-=MnCO3+CO2↑+H2O，
故答案为：Mn2++2HCO3-=MnCO3+CO2↑+H2O；
（5）MnCO3受热分解为MnO，MnO部分氧化为MnO2，产品中杂质有MnO，460.0 gMnCO3的物质的量为：
| 460.0g |
| 115g/mol |
| 3mol×87g/mol |
| 322g |
故答案为：78.6%．
点评：本题考查了铁盐和亚铁盐的相互转变、常见离子的检验方法、难溶电解质的溶解平衡及离子方程式的书写，题目难度中等，解题关键是合理分析题中生成流程及表中离子完全沉淀时的数据的含义，试题培养了学生分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．
练习册系列答案
名师指导一卷通系列答案
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用如图所示装置探究碳酸和苯酚的酸性强弱，下列叙述不正确的是（部分夹持仪器省略）（ ）
| A、②中试剂为饱和NaHCO3溶液 |
| B、打开分液漏斗旋塞，①中产生无色气泡，③中出现白色浑浊 |
| C、苯酚有弱酸性，是由于苯基影响了与其相连的羟基的活性 |
D、③中发生反应的化学方程式是 |
