Question

【题目】硼氢化锰可以用作储氢材料，也能用于科学研究。以富锰渣(含60% MnO，还含有SiO2、Al2O3、CaO、FeO)为原料制备硼氢化锰的工艺流程如下。

已知几种氢氧化物的Ksp 的值如下表：

氢氧化物
Ksp

请回答下列问题：

(1) NaBH4中B的化合价为________价。

(2)下列物质中与滤渣1不发生反应(高温或常温下)的是________(填字母)。

A．浓硝酸 B．氢氧化钠溶液 C．碳酸钠 D．氢氟酸

(3)“氧化”中发生反应的离子方程式为________________，该反应中氧化性：________(填“”或“”) MnO2。

(4)“中和”时，调节pH约为________。(当溶液中的离子浓度小于时，沉淀达到完全，结果保留2位有效数字)

(5) Mn(BH4)2能与稀盐酸反应生成H3BO3，该反应的化学方程式为________________。

(6)测定富锰渣中铁的含量：取20g富锰渣，经过上述“酸浸”“过滤”“氧化”“萃取”后，将萃取相(假设Fe3+span>全部被萃取)转入烧杯中，加入足量稀硫酸，充分反应后静置、分液，再向含Fe3+的溶液中加入足量KI，充分反应后，将溶液配制成500mL，取25mL于锥形瓶中并加入淀粉指示剂，最后用的Na2S2O3标准液滴定，进行三次平行实验，测得消耗Na2S2O3标准液的体积如表所示。

实验次数	1	2	3
Na2S2O3标准液体积/	23.20	24.80	25.20

已知：I2+2Na2S2O3==2NaI+Na2S4O6

①滴定达到终点时溶液的颜色变化为________。

②富锰渣中铁的含量为________。

Answer 1

【答案】+3 A MnO2+2Fe2++4H+==Mn2++2Fe3++2H2O < 4.7 Mn(BH4)2+2HCl+6H2O==MnCl2+8H2↑+2H3BO3 由蓝色变为浅绿色 14%

【解析】

富锰渣(含60% MnO，还含有SiO2、Al2O3、CaO、FeO)中加入稀盐酸，MnO、Al2O3、CaO、FeO都与盐酸反应，生成MnCl2、AlCl3、CaCl2、FeCl2(滤液1)，只有SiO2不发生反应而成为滤渣1；滤液1中加入MnO2，发生反应MnO2+2Fe2++4H+==Mn2++2Fe3++2H2O；往氧化后的溶液中加入萃取剂，可将Fe3+萃取出来(进入萃取相)，此时萃余相中含有MnCl2、AlCl3、CaCl2；加入MnCO3调pH，此时Al3+转化为Al(OH)3沉淀，过滤，所得滤渣2的成分为Al(OH)3，滤液2的成分为MnCl2、CaCl2；往滤液2中加入MnSO4，此时Ca2+转化为沉淀；将滤液3进行一系列操作，即得MnCl2，加入NaBH4重结晶，便可得到Mn(BH4)2。测定富锰渣中铁的含量时，需去除误差大的数据，取平均值，通过反应建立Fe3+与Na2S2O3的关系式，然后进行计算。

(1) NaBH4中，Na显+1价，H显-1价，则B的化合价为+3价。答案为：+3；

(2)A．浓硝酸具有酸性和强氧化性，与SiO2不能发生化学反应，A符合题意；

B．氢氧化钠溶液能与SiO2反应，生成硅酸钠和水，B不合题意；

C．碳酸钠能与SiO2在高温条件下发生反应，生成硅酸钠和CO2，C不合题意；

D．氢氟酸能与SiO2反应，生成四氟化硅和水，D不合题意；

故选A。答案为：A；

(3)“氧化”中，MnO2将Fe2+氧化生成Fe3+，自身被还原为Mn2+，发生反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+==Mn2++2Fe3++2H2O，该反应中MnO2是氧化剂，Fe3+是氧化产物，氧化性：<MnO2。答案为：MnO2+2Fe2++4H+==Mn2++2Fe3++2H2O；<；

(4)“中和”时，1.0×10-5×c3(OH-)=1.0×10-33，c(OH-)=mol/L，pOH=，pH=14-pOH≈4.7。

答案为：4.7；

(5) Mn(BH4)2能与稀盐酸发生氧化还原反应生成H2，同时生成MnCl2、H3BO3，该反应的化学方程式为Mn(BH4)2+2HCl+6H2O==MnCl2+8H2↑+2H3BO3。答案为：Mn(BH4)2+2HCl+6H2O==MnCl2+8H2↑+2H3BO3；

(6)①滴定前，原溶液中I2与淀粉结合所得溶液呈蓝色，反应后溶液呈Fe2+的颜色，所以达到终点时溶液的颜色变化为由蓝色变为浅绿色。

②在溶液中发生两个反应：2Fe3++2I-=2Fe2++I2、I2+2Na2S2O3==2NaI+Na2S4O6，由此可得出关系式：Fe3+——Na2S2O3，三次实验中，第一次实验误差大，取后两次实验的平均值，即得消耗V(Na2S2O3)==25.00mL，从而得出富锰渣中铁的含量为=14%。

答案为：由蓝色变为浅绿色；14%。