题目内容
9．工业用废铁屑还原软锰矿（主要成分为MnO2，另有少量的铁和SiO2等）制备硫酸锰．其工艺流程示意如图：
（1）浸出过程中，MnO2被铁屑还原为Mn2+进入溶液，该步骤中涉及的主要离子反应有：Fe+2H+═Fe2++H2↑；MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O；2Fe3++Fe=3Fe2+．
（2）除杂过程中加入碳酸钙的目的是调节溶液的pH，将Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀而被除去．
（3）除钙过程中，欲使Ca2+沉淀完全[当溶液中c（Ca2+）≤10-5mol•L-1时，即可认为Ca2+已沉淀完全]，则溶液中c（F-）应≥1×10-3mol•L-1，（已知该常温下CaF2的Ksp=1×10-11）．
（4）该生产流程中，硫酸的用量不宜过多，其原因是避免生成CaSO4沉淀．
（5）工业上可用电解硫酸锰和硫酸混合溶液的方法制备二氧化锰，Mn2+在阳极失电子转化为MnO2．
分析 （1）铁还能够与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，据此写出反应的离子方程式；
（2）在溶液中存在水解平衡：Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，加入CaCO3后，由于CaCO3（s）?Ca2+（aq）+CO32-（aq）、CO32-+2H+═CO2↑+H2O，溶液中氢离子浓度减小，使得Fe3+的水解平衡向正反应方向移动，将Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀；
（3）Ksp（CaF2）=1×10-11=c（Ca2+）×c2（F-），当溶液中c（Ca2+）≤10-5mol•L-1时，可认为Ca2+已沉淀完全，则c（F-）≥$\sqrt{\frac{1×1{0}^{-11}}{1{0}^{-5}}}$mol/L；
（4）钙离子与硫酸根离子能够反应生成微溶物硫酸钙．
解答 解：（1）铁还能够与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的离子方程式为：Fe+2H+═Fe2++H2↑，
故答案为：Fe+2H+═Fe2++H2↑；
（2）在溶液中存在水解平衡：Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，加入CaCO3后，由于CaCO3（s）?Ca2+（aq）+CO32-（aq）、CO32-+2H+═CO2↑+H2O，溶液中氢离子浓度减小，使得Fe3+的水解平衡向正反应方向移动，因此Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀而被除去，
故答案为：调节溶液的pH，将Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀而被除去；
（3）Ksp（CaF2）=1×10-11=c（Ca2+）×c2（F-），当溶液中c（Ca2+）≤10-5mol•L-1时，可认为Ca2+已沉淀完全，则c（F-）≥$\sqrt{\frac{1×1{0}^{-11}}{1{0}^{-5}}}$mol/L=1×10-3mol•L-1，
故答案为：≥1×10-3mol•L-1；
（4）钙离子与硫酸根离子能够反应生成微溶物硫酸钙，若硫酸用量过多，溶液生成硫酸钙沉淀，
故答案为：避免生成CaSO4沉淀．
点评 本题考查了制备方案的设计，题目难度中等，明确制备流程及发生原理为解答关键，注意掌握难溶物溶解平衡及溶度积的计算方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算、化学实验能力．
备战中考寒假系列答案| A． | 热的纯碱溶液去污能力强 | |
| B． | 硫酸钡、醋酸铵、氨水都是弱电解质 | |
| C． | 用Na2S溶液与AlCl3溶液混合制取Al2S3 | |
| D． | 碳酸钡和硫酸钡都可以用做钡餐 |
| A． | c（CH3COOH）变为原来的$\frac{1}{10}$ | B． | $\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$的比值增大 | ||
| C． | c（H+）变为原来的$\frac{1}{10}$ | D． | 溶液的导电性增强 |
| A． | 0.2molCuSO4 | B． | 0.2molCuO | C． | 0.2molCu（OH）2 | D． | 0.2molCuCO3 |
①取少量溶液滴加KSCN溶液，溶液呈红色；
②另取少量原溶液滴加盐酸，溶液的棕黄色加深．
据此可以推断，该溶液中一定大量存在的阴离子是（ ）
| A． | I- | B． | HCO${\;}_{3}^{-}$ | C． | Cl- | D． | NO${\;}_{3}^{-}$ |
