Question

【題目】錳是重要的合金材料和催化劑，在工農業生產和科技領域有廣泛的用途。請回答下列問題：

（1）溶液中的Mn2+可被酸性溶液氧化為MnO4-，該方法可用于檢驗Mn2+。

①檢驗時的實驗現象為_________。

②該反應的離子方程式為___________。

③ 可看成兩分子硫酸偶合所得，若硫酸的結構式為，則的結構式為_________。

（2）實驗室用含錳廢料（主要成分，含有少量）制備Mn的流程如下：

已知：Ⅰ．難溶物的溶度積常數如下表所示：

難溶物
溶度積常數（）	4.0×10－38	1.0×10－33	1.8×10－11	1.8×10－13

Ⅱ．溶液中離子濃度≤10－5 mol·L－1時，認為該離子沉淀完全。

①“酸浸”時，將Fe氧化為Fe3＋。該反應的離子方程式為________；該過程中時間和液固比對錳浸出率的影響分別如圖1、圖2所示：

則適宜的浸出時間和液固比分別為___________、___________。

②若“酸浸”后所得濾液中c(Mn2＋)＝0.18 mol·L－1，則調pH”的范圍為___________。

③“煅燒”反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為_______。“還原”時所發生的反應在化學上又叫做_________。

Answer 1

【答案】溶液由無色變為紫紅色 5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+ 3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3＋+6H2O 60min 3：1 pH＜8 1：2 鋁熱反應

【解析】

（1）①溶液中的Mn2+轉化為MnO4-的實驗現象為溶液由無色變為紫紅色，故答案為：溶液由無色變為紫紅色。

②Mn2+被酸性(NH4)2S2O8溶液氧化物MnO4-，還原產物應為SO42-，反應的離子方程式為：5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+，故答案為：5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+。

③H2S2O8可視為由兩分子的硫酸縮合所得，硫酸的結構簡式為：，則H2S2O8的結構簡式為：，故答案為：。

（2）①由題中信息可知，“酸浸”時，MnO2在酸性介質中將Fe氧化為Fe3＋，本身被還原為Mn2+，該反應的離子方程式為：3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3＋+6H2O，由圖甲可知，適宜的浸出時間為60min，由圖乙可知，適宜的液固比為3：1，故答案為：3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3＋+6H2O，60min，3：1。

②由流程圖中信息可知，“調pH”的目的是使Fe3＋和Al3＋沉淀完全，而Mn2＋不沉淀，根據Ksp[Al(OH)3]=1.0×10－33，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10－38可知：Al3＋沉淀完全時Fe3＋已沉淀完全，Al(OH)3恰好完全沉淀時的pH=-lg=，Mn2＋開始沉淀時的pH為-lg=8，則“調pH”的范圍為pH＜8，故答案為：pH＜8。

③根據信息可知，“煅燒”時，空氣中的O2將MnCO3氧化為MnO2，根據得失電子守恒可得關系式O2～2MnCO3，即氧化劑和還原劑的物質的量之比為1：2，“還原”時發生鋁粉與高熔點金屬氧化物的反應在化學上又叫做鋁熱反應，故答案為1：2，鋁熱反應。