Question

【題目】硼氫化錳可以用作儲氫材料，也能用于科學研究。以富錳渣(含60% MnO，還含有SiO2、Al2O3、CaO、FeO)為原料制備硼氫化錳的工藝流程如下。

已知幾種氫氧化物的Ksp 的值如下表：

氫氧化物
Ksp

請回答下列問題：

(1) NaBH4中B的化合價為________價。

(2)下列物質中與濾渣1不發(fā)生反應(高溫或常溫下)的是________(填字母)。

A．濃硝酸 B．氫氧化鈉溶液 C．碳酸鈉 D．氫氟酸

(3)“氧化”中發(fā)生反應的離子方程式為________________，該反應中氧化性：________(填“”或“”) MnO2。

(4)“中和”時，調節(jié)pH約為________。(當溶液中的離子濃度小于時，沉淀達到完全，結果保留2位有效數字)

(5) Mn(BH4)2能與稀鹽酸反應生成H3BO3，該反應的化學方程式為________________。

(6)測定富錳渣中鐵的含量：取20g富錳渣，經過上述“酸浸”“過濾”“氧化”“萃取”后，將萃取相(假設Fe3+span>全部被萃取)轉入燒杯中，加入足量稀硫酸，充分反應后靜置、分液，再向含Fe3+的溶液中加入足量KI，充分反應后，將溶液配制成500mL，取25mL于錐形瓶中并加入淀粉指示劑，最后用的Na2S2O3標準液滴定，進行三次平行實驗，測得消耗Na2S2O3標準液的體積如表所示。

實驗次數	1	2	3
Na2S2O3標準液體積/	23.20	24.80	25.20

已知：I2+2Na2S2O3==2NaI+Na2S4O6

①滴定達到終點時溶液的顏色變化為________。

②富錳渣中鐵的含量為________。

Answer 1

【答案】+3 A MnO2+2Fe2++4H+==Mn2++2Fe3++2H2O < 4.7 Mn(BH4)2+2HCl+6H2O==MnCl2+8H2↑+2H3BO3 由藍色變?yōu)闇\綠色 14%

【解析】

富錳渣(含60% MnO，還含有SiO2、Al2O3、CaO、FeO)中加入稀鹽酸，MnO、Al2O3、CaO、FeO都與鹽酸反應，生成MnCl2、AlCl3、CaCl2、FeCl2(濾液1)，只有SiO2不發(fā)生反應而成為濾渣1；濾液1中加入MnO2，發(fā)生反應MnO2+2Fe2++4H+==Mn2++2Fe3++2H2O；往氧化后的溶液中加入萃取劑，可將Fe3+萃取出來(進入萃取相)，此時萃余相中含有MnCl2、AlCl3、CaCl2；加入MnCO3調pH，此時Al3+轉化為Al(OH)3沉淀，過濾，所得濾渣2的成分為Al(OH)3，濾液2的成分為MnCl2、CaCl2；往濾液2中加入MnSO4，此時Ca2+轉化為沉淀；將濾液3進行一系列操作，即得MnCl2，加入NaBH4重結晶，便可得到Mn(BH4)2。測定富錳渣中鐵的含量時，需去除誤差大的數據，取平均值，通過反應建立Fe3+與Na2S2O3的關系式，然后進行計算。

(1) NaBH4中，Na顯+1價，H顯-1價，則B的化合價為+3價。答案為：+3；

(2)A．濃硝酸具有酸性和強氧化性，與SiO2不能發(fā)生化學反應，A符合題意；

B．氫氧化鈉溶液能與SiO2反應，生成硅酸鈉和水，B不合題意；

C．碳酸鈉能與SiO2在高溫條件下發(fā)生反應，生成硅酸鈉和CO2，C不合題意；

D．氫氟酸能與SiO2反應，生成四氟化硅和水，D不合題意；

故選A。答案為：A；

(3)“氧化”中，MnO2將Fe2+氧化生成Fe3+，自身被還原為Mn2+，發(fā)生反應的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H+==Mn2++2Fe3++2H2O，該反應中MnO2是氧化劑，Fe3+是氧化產物，氧化性：<MnO2。答案為：MnO2+2Fe2++4H+==Mn2++2Fe3++2H2O；<；

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

答案為：4.7；

(5) Mn(BH4)2能與稀鹽酸發(fā)生氧化還原反應生成H2，同時生成MnCl2、H3BO3，該反應的化學方程式為Mn(BH4)2+2HCl+6H2O==MnCl2+8H2↑+2H3BO3。答案為：Mn(BH4)2+2HCl+6H2O==MnCl2+8H2↑+2H3BO3；

(6)①滴定前，原溶液中I2與淀粉結合所得溶液呈藍色，反應后溶液呈Fe2+的顏色，所以達到終點時溶液的顏色變化為由藍色變?yōu)闇\綠色。

②在溶液中發(fā)生兩個反應：2Fe3++2I-=2Fe2++I2、I2+2Na2S2O3==2NaI+Na2S4O6，由此可得出關系式：Fe3+——Na2S2O3，三次實驗中，第一次實驗誤差大，取后兩次實驗的平均值，即得消耗V(Na2S2O3)==25.00mL，從而得出富錳渣中鐵的含量為=14%。

答案為：由藍色變?yōu)闇\綠色；14%。