Question

MnSO₄?H₂O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還原MnO₂礦制備MnSO₄?H₂O過程如下：

已知：常溫時部分硫化物難溶鹽的Ksp：CuS--6.3×10^-36、PbS--1.0×10^-28、NiS--2.0×10^-26、
MnS--2.5×10^-10，請回答下列問題：
（1）生產(chǎn)中MnO₂礦粉碎的目的是

 

．
（2）除鐵發(fā)生的離子反應方程式為

 

．
（3）除重金屬離子后，若混合溶液中Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的濃度均為1.0×10^-5mol/L，則c（S^2-）_最大=

 

mol/L．
（二）：性質(zhì)-熱穩(wěn)定性：MnSO₄?H₂O在1150℃高溫下分解的產(chǎn)物是Mn₃O₄、含硫化合物、水，在該條件下硫酸錳晶體分解反應的化學方程式是

 

（三）廢水處理：工廠廢水中主要污染為Mn²⁺和Cr⁶⁺，現(xiàn)研究鐵屑用量和pH值對廢水中鉻、錳去除率的影響，（1）取100mL廢水于250mL三角瓶中，調(diào)節(jié)pH值到規(guī)定值，分別加入不同量的廢鐵屑．得到鐵屑用量對鉻和錳去除率的影響如下圖1所示．則在pH一定時，廢水中鐵屑用量為

 

時錳、鉻去除率最好
（2）取100mL廢水于250mL三角瓶中，加入規(guī)定量的鐵粉，調(diào)成不同的pH值．得到pH值對鉻和錳去除率的影響如下圖2所示．則在鐵屑用量一定時，廢水pH=

 

時錳、鉻去除率最好

Answer 1

分析：（一）（1）反應物的接觸面積越大反應速率越大．  
（2）溶液中溶解度大的物質(zhì)向溶解度小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，在水溶液里，鐵離子和碳酸鈣反應生成氫氧化鐵．
（3）當溶液中溶度積最小的物質(zhì)恰好飽和時硫離子的濃度才最大．
（二）根據(jù)化學反應中得失電子相等及原子守恒確定反應方程式．
（三）根據(jù)圖片知，當兩種離子的去除率都較大時所對應的PH值和百分量即是．

解答：解：（一）（1）生產(chǎn)中MnO₂礦粉碎增大了反應物的接觸面積，加快了化學反應速率．
故答案為：增大反應物接觸面積，加快反應速率．
（2）溶液中溶解度大的物質(zhì)向溶解度小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，碳酸鈣的溶度積大于氫氧化鐵的溶度積，所以在水溶液里，鐵離子和碳酸鈣反應生成氫氧化鐵，離子方程式為2Fe³⁺+3H₂O+3CaCO₃=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑+3Ca²⁺．
故答案為：2Fe³⁺+3H₂O+3CaCO₃=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑+3Ca²⁺．
（3）當溶液中溶度積最小的物質(zhì)恰好飽和時硫離子的濃度才最大，溶度積最小的是CuS--6.3×10^-36，當溶液中Cu²⁺為1.0×10^-5mol/L，則c（S^2-）_最大=

6.3×10-36

1×10-5

mol/L=6.3×10^-31 mol/L．
故答案為：6.3×10^-31．
（二）MnSO₄?H₂O在1150℃高溫下分解的產(chǎn)物是Mn₃O₄、含硫化合物、水，生成Mn₃O₄錳元素失電子，生成二氧化硫是得電子，根據(jù)氧化還原反應中得失電子數(shù)相等結(jié)合原子守恒得出反應方程式為3MnSO₄?H₂O

高溫  .

Mn₃O₄+SO₂↑+2SO₃↑+3H₂O 
．
故答案為：3MnSO₄?H₂O

高溫  .

Mn₃O₄+SO₂↑+2SO₃↑+3H₂O． 
（三）根據(jù)圖1知，當鐵用量逐漸增大時，離子的去除率先增大后減小，當廢水中鐵屑用量為15%時錳、鉻去除率最好．
根據(jù)圖2知，當溶液的PH值逐漸增大時，錳離子的去除率先減小后增大，鉻的去除率先增大后減小，當PH=4時錳、鉻去除率最好．
故答案為：15%； 4．

點評：本題考查了元素化合物的性質(zhì)、離子方程式和化學反應方程式的書寫、圖片分析等知識點，難度不大，易錯題是（-）中的（3），明確當連溶度積最小的都不產(chǎn)生沉淀時，硫離子的濃度才最大，這樣才能作出正確解答．