Question

【題目】MnSO4H2O在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面有廣泛的應用。

（一）制備：工業(yè)上用化工廠尾氣中低濃度SO2與軟錳礦（主要成分MnO2，雜質(zhì)金屬元素Mg、Al、Fe等）制備MnSO4H2O過程如下：

已知：浸出液中陽離子主要有H+、Mn2+、Mg2+、Fe2+、Al3+等；浸出過程中發(fā)生的主要反應化學方程式為：MnO2+SO2=MnSO4。

（1）生產(chǎn)中將軟錳礦粉碎的目的是____。

（2）物質(zhì)X最好選用_____。

a.鹽酸 b.硫酸 c.硝酸

（3）酸浸時SO2的吸收效率與pH、溫度的關(guān)系如下圖所示，為提高SO2的吸收效率，酸浸時pH控制在____左右，溫度控制在_________℃左右最適宜。

（4）流程中“氧化”步驟的目的是將Fe2+ 氧化為Fe3+，請完善反應的化學方程式MnO2+2FeSO4+_______ = MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O　。

（5）加入石灰漿調(diào)節(jié)pH，可將氧化后的浸出液中雜質(zhì)離子形成氫氧化物除去。

已知：（一）有關(guān)氫氧化物沉淀pH對應表

氫氧化物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mn(OH)2	Mg(OH)2
開始沉淀pH	1.8	4.1	8.3	9.4
完全沉淀pH	3.2	5.0	9.8	12.4

（二）Fe3+能與KSCN溶液作用顯血紅色則加石灰漿時應控制溶液的pH范圍為_________。測定溶液的pH最好選____（a.pH試紙 b.pH計），檢驗Fe3+是否除盡的最佳方法是________。

（6）操作1包括過濾和洗滌，過濾用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和_____，洗滌的目的是________

（7）已知硫酸錳、硫酸鎂結(jié)晶水合物的溶解度曲線如圖，則操作2包括：蒸發(fā)濃縮，___________，過濾、洗滌、干燥。

（二）應用：

（8）用MnSO4可測定水中溶解氧。方法是：取100mL 水樣，迅速加入足量MnSO4溶液及含有NaOH的KI溶液，立即塞上塞子、振蕩，使之充分反應；打開塞子，迅速加入適量的稀硫酸，此時有I2生成；再用0.79gL﹣1Na2S2O3溶液和I2反應，當消耗Na2S2O3溶液 12.0mL時反應完全。有關(guān)化學反應方程式下：

①2MnSO4+O2+4NaOH=2MnO(OH)2+2Na2SO4；

②MnO(OH)2 + 2KI + 2H2SO4 = MnSO4 + K2SO4 + I2 + 3H2O；

③I2 + 2Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2NaI。

計算水樣中溶解氧的濃度（以mgL-1為單位），寫出計算過程________。

Answer 1

【答案】增大反應物的接觸面積，加快反應速率 b 3 40 2H2SO4 小于3.2 b 取上層清夜少許，加入KSCN溶液，若溶液中未出現(xiàn)血紅色，說明Fe3+已經(jīng)除凈 漏斗 洗去濾渣表面的硫酸錳 降溫結(jié)晶 4.8mg/L

【解析】

(1)由于反應物之間接觸越充分，反應越快，轉(zhuǎn)化也就越徹底，所以生產(chǎn)中將軟錳礦粉碎的目的是增大反應物的接觸面積，加快反應速率，故填寫：增大反應物的接觸面積，加快反應速率；

(2)酸浸過程中二氧化錳與酸反應，由于最終目的是制造硫酸錳，所以，物質(zhì)X最好選用硫酸，故填寫：b；

(3)由圖可知，pH=3，溫度為40℃時，兩圖像的縱坐標都為最大值，為提高二氧化硫的吸收率，酸浸時pH控制在3左右，溫度控制在40℃左右最好，故填寫：3；40；

(4)流程中“氧化”步驟的目的是將Fe2+ 氧化為Fe3+，根據(jù)化學反應前后元素種類和原子個數(shù)不變可知，需要補充的應該是兩個硫酸分子，故填寫：2H2SO4；

(5)由表可知，Fe(OH)3開始沉淀是pH為1.8時，完全沉淀是pH為3.2時，為了使Fe3+被檢測出來，而其它雜質(zhì)又沉淀完全，pH應控制在不能小于3.2，故填寫： 小于3.2；

由于是精確測量，所以，選用精確度更高的pH計，故填寫：b；

根據(jù)給出的“Fe3+能與KSCN溶液作用顯血紅色”可知，檢驗Fe3+是否除盡的最佳方法是取上層清夜少許，加入KSCN溶液，若溶液中未出現(xiàn)血紅色，說明Fe3+已經(jīng)除凈，故填寫：取上層清夜少許，加入KSCN溶液，若溶液中未出現(xiàn)血紅色，說明Fe3+已經(jīng)除凈；

(6)操作1包括過濾和洗滌，過濾用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗，故填寫：漏斗；

洗滌的目的是將濾渣表面的硫酸錳洗去，得到更多的硫酸錳產(chǎn)物，故填寫：洗去濾渣表面的硫酸錳；

(7)由圖可知，硫酸錳結(jié)晶水合物的溶解度先升高，當溫度升到40℃時，又開始降低，由此得出，在得到硫酸錳結(jié)晶水合物時，要采用蒸發(fā)結(jié)晶和降溫結(jié)晶并用的方法，故填寫：降溫結(jié)晶；

(8)消耗的Na2S2O3溶液中溶質(zhì)質(zhì)量為：0.79gL﹣1ⅹ=0.00948g，

解：設(shè)100mL 水樣中氧氣的質(zhì)量為x
由①2MnSO4+O2+4NaOH=2MnO(OH)2+2Na2SO4可得，O2—2MnO(OH)2的關(guān)系式，

由②MnO(OH)2 + 2KI + 2H2SO4 = MnSO4 + K2SO4 + I2 + 3H2O可得，MnO(OH)2—I2的關(guān)系式，

由③I2 + 2Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2NaI可得，I2—2Na2S2O3的關(guān)系式，

將上述所得關(guān)系式綜合的：O2—2MnO(OH)2—2I2—4Na2S2O3

水樣中溶解氧的濃度為：=0.48mg/mL，故填寫：0.48mg/mL。