Question

3．硫酸錳可用于飼料營養(yǎng)強氧化劑和媒染劑，其生產(chǎn)原材料軟錳礦（MnO₂）菱錳礦（MnCO₃）中�；煊辛蛩醽嗚F和硫酸鎂等雜質(zhì)．其生產(chǎn)工藝如下：
（完全沉淀離子的pH值：Fe³⁺為3.5，F(xiàn)e²⁺為9.5，Mn²⁺為10.8，Mg²⁺為11.6）
（1）酸浸前需將原材料研碎，其目的是，酸浸中加入的酸是
（填化學(xué)式，下同），從經(jīng)濟效益考慮，試劑A可能是MnCO₃或MnO或Mn（OH）₂．
（2）反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是MnCO₃+2H⁺=Mn²⁺+H₂O+CO₂↑．
（3）硫酸錳和硫酸鎂的溶解度曲線如圖：
①操作I為：在60℃下蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾．其趁熱過濾目的是防止MgSO₄結(jié)晶析出，提高MnSO₄的產(chǎn)率；
②為了得到更純凈的一水合硫酸錳，需將晶體置于
過濾器中，用進行洗滌（本空格從以下選擇）．
A．蒸溜水             B．稀硫酸
C．飽和硫酸錳溶液      D．氫氧化鈉溶液
（4）MnSO₄•H₂O在1150℃高溫下易分解，產(chǎn)物是Mn₃O₄、含硫化合物、水，在該條件下硫酸錳晶體分解反應(yīng)的化學(xué)方程式是3MnSO₄•H₂O$\frac{\underline{\;1150℃\;}}{\;}$Mn₃O₄+SO₂↑+2SO₃↑+3H₂O↑．

Answer 1

分析 軟錳礦（MnO₂）菱錳礦（MnCO₃）中常混有硫酸亞鐵和硫酸鎂，酸浸生成亞鐵離子、鎂離子、錳離子，二氧化錳具有強氧化性，應(yīng)將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，浸后加入試劑A，可起到調(diào)節(jié)pH的作用，使鐵離子水解生成沉淀而除去，將濾液蒸發(fā)、結(jié)晶得到硫酸錳，分離硫酸錳和硫酸鎂，應(yīng)注意二者溶解度的差異，
（1）為增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，酸浸前將原材料粉碎；制備硫酸錳，故價硫酸酸浸；試劑A，可起到調(diào)節(jié)pH的作用，使鐵離子水解生成沉淀，為不引入新雜質(zhì)，加入MnCO₃或MnO或Mn（OH）₂；
（2）反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)有MnCO₃溶于酸生成錳離子；
（3）①由圖可知60℃時，硫酸鎂的溶解度最大；趁熱過濾可減少產(chǎn)品的損失；
②飽和硫酸錳溶液能夠減少產(chǎn)品一水合硫酸錳的損失；
（4）MnSO₄•H₂O在1150℃高溫下易分解，產(chǎn)物是Mn₃O₄、含硫化合物、水，根據(jù)質(zhì)量守恒可寫．

解答 解：（1）為增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，酸浸前將原材料粉碎；制備硫酸錳，故價硫酸酸浸；試劑A，可起到調(diào)節(jié)pH的作用，使鐵離子水解生成沉淀，為不引入新雜質(zhì)，從經(jīng)濟效益考慮，加入MnCO₃或MnO或Mn（OH）₂；
故答案為：增大接觸面積，加快反應(yīng)速率；H₂SO₄；MnCO₃或MnO或Mn（OH）₂；
（2）反應(yīng)器中發(fā)生的離子方程式為：MnCO₃+2H⁺=Mn²⁺+H₂O+CO₂↑；
故答案為：MnCO₃+2H⁺=Mn²⁺+H₂O+CO₂↑；
（3）①由圖可知60℃時，硫酸鎂的溶解度最大，便于硫酸錳與硫酸鎂的分離；為防止硫酸鎂的結(jié)晶析出，提高硫酸錳的產(chǎn)率，趁熱過濾；
故答案為：防止MgSO₄結(jié)晶析出，提高MnSO₄的產(chǎn)率；
②蒸餾水、稀硫酸、氫氧化鈉洗滌晶體，會損失一水合硫酸錳，飽和硫酸錳溶液能夠減少產(chǎn)品一水合硫酸錳的損失；
故答案為：C；
（4）MnSO₄•H₂O在1150℃高溫下易分解，產(chǎn)物是Mn₃O₄、含硫化合物、水，化學(xué)方程式為：3MnSO₄•H₂O $\frac{\underline{\;1150℃\;}}{\;}$Mn₃O₄+SO₂↑+2SO₃↑+3H₂O↑；
故答案為：3MnSO₄•H₂O $\frac{\underline{\;1150℃\;}}{\;}$Mn₃O₄+SO₂↑+2SO₃↑+3H₂O↑．

點評 本題考查混合物的分離和提純，為高頻考點，側(cè)重考查分析實驗?zāi)芰�，明確流程圖中發(fā)生的反應(yīng)及操作方法是解本題關(guān)鍵，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)異同以及題給信息，題目難度不大．