Question

【題目】軟錳礦的主要成分為MnO2，還含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO等雜質。軟錳礦經過綜合利用，可制備碳酸錳、氧化鋁及綠礬（ FeSO47H2O），其制備過程如圖：

部分物質的Ksp如表：

回答下列問題：

（1）操作I中需要的儀器有______（填字母序號）。

a．蒸發皿 b．酒精燈c．漏斗 d．玻璃棒 e．燒杯

（2）操作Ⅱ中反應的離子方程式為______。

（3）操作Ⅲ中也可用NaHCO3與MnSO4溶液反應制備碳酸錳，其反應的離子方程式為______。

（4）操作Ⅳ中加入適量Fe的目的是______；當調節pH=______時（結果保留整數），可確定Al（OH）3完全沉淀。（已知：完全沉淀后，溶液中離子濃度不高于10-5molL-1）

（5）操作Ⅵ中一般要加入稀硫酸，目的是______，然后______、冷卻結晶、______、洗滌、干燥。

Answer 1

【答案】cde MnO2+H2O2+2H+=O2↑+Mn2++2H2O Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O 將鐵離子還原為亞鐵離子，以防止在調節溶液的pH時，把鐵離子轉化為沉淀 5.0 抑制Fe2+水解 蒸發濃縮 過濾

【解析】

軟錳礦的主要成分為MnO2，還含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO等雜質，用稀硫酸酸浸后，生成硫酸鐵、硫酸鋁和硫酸亞鐵等，二氧化硅、MnO2不反應，過濾分離出濾渣Ⅰ為二氧化硅、MnO2，在濾渣中加過氧化氫和稀硫酸，反應生成水、氧氣和MnSO4溶液，二氧化硅不反應，過濾除去；濾液Ⅰ為硫酸鐵、硫酸鋁和硫酸亞鐵，加適量鐵將鐵離子還原為亞鐵離子；調節溶液的pH把鋁離子轉化為沉淀過濾得Al（OH）3，再灼燒得Al2O3，濾液Ⅱ為硫酸亞鐵，要得到綠礬的實驗操作Ⅵ是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。

（1）操作I為過濾，需要的儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯，故答案為：cde；

（2）由分析可知，MnO2、過氧化氫和稀硫酸反應生成水、氧氣和MnSO4溶液，離子方程式為：MnO2+H2O2+2H+=O2↑+Mn2++2H2O，故答案為：MnO2+H2O2+2H+=O2↑+Mn2++2H2O；

（3）操作Ⅲ目的是生成碳酸錳，則加入NaHCO3后，有沉淀碳酸錳生成，有無色氣體二氧化碳生成，反應方程式為：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O，故答案為：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O；

（4）操作Ⅳ中加入適量Fe的目的是將鐵離子還原為亞鐵離子，以防止在調節溶液的pH時把鐵離子轉化為沉淀；若使鋁離子沉淀完全，鋁離子的濃度應小于等于1×10-5mol/L，已知Al（OH）3的溶度積為1.3×10-33，則c（OH-）=mol/L1.0×10-9mol/L，c（H+）=1.0×10-5mol/L，則該溶液的pH=5.0，故答案為：將鐵離子還原為亞鐵離子，以防止在調節溶液的pH時，把鐵離子轉化為沉淀；5.0；

（5）硫酸亞鐵溶液在溫度升高時亞鐵離子水解程度增大，導致得到的綠礬不純凈，加入稀硫酸能抑制Fe2+水解；溶液中得到綠礬的實驗操作是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，故答案為：抑制Fe2+水解；蒸發濃縮；過濾。