Question

【題目】一種用軟錳礦(主要成分MnO2)和黃鐵礦(主要成分FeS2)制取MnSO4·H2O并回收單質(zhì)硫的工藝流程如下：

(1)步驟①混合研磨成細粉的主要目的是__________；步驟②浸取時若生成S、MnSO4及Fe2(SO4)3，則反應(yīng)的離子方程式為___________。

(2)步驟③所得酸性濾液可能含有Fe2+，檢驗Fe2＋的方法是________；除去Fe2+的方法是__________。步驟④是破壞Fe(OH)3膠體并使沉淀顆粒長大，便于過濾分離。步驟⑤所得濾渣為___________(填化學式)。

(3)步驟⑦需在90～100℃下進行，該反應(yīng)的化學方程式為___________。

(4)硫化銨水解的離子方程式為：S2-＋＋H2OHS-＋NH3·H2O，如何判斷溶液的酸堿性______。

(5)測定產(chǎn)品MnSO4·H2O的方法之一是：準確稱取a g產(chǎn)品于錐形瓶中，加入適量ZnO及H2O煮沸，然后用c mol·L-1 KMnO4標準溶液滴定至淺紅色且半分鐘不褪，消耗標準溶液V mL，滴定反應(yīng)的離子方程式為2＋3Mn2+＋2H2O＝5MnO2↓＋4H+，產(chǎn)品中Mn2+的質(zhì)量分數(shù)為ω(Mn2+)＝___________。

Answer 1

【答案】提高硫酸浸取時的浸取率 3MnO2 +2FeS2+12H+=3Mn2++2Fe3++4S↓+6H2O 取少量濾液于試管中，加入高錳酸鉀溶液，紫色褪去 加入H2O2或MnO2 Fe(OH)3 (NH4)2Sx+1=2NH3↑+H2S↑+xS↓ 比較SH-與水解常數(shù)的相對大小 ×100％

【解析】

軟錳礦、黃錳礦經(jīng)混合研磨，可增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，加硫酸可溶解錳，步驟④需將溶液加熱至沸然后在不斷攪拌下加入堿，目的破壞氫氧化鐵膠體，使之沉淀，得到硫酸錳溶液，經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到MnSO4·H2O，據(jù)此解答。

(1)步驟①混合研磨成細粉，可以增大反應(yīng)物的接觸面積，提高硫酸浸取時的浸取率，硫酸浸取的反應(yīng)方程式為：3MnO2 +2FeS2+12H+=3Mn2++2Fe3++4S↓+6H2O，故本題答案為：提高硫酸浸取時的浸取率；3MnO2 +2FeS2+12H+=3Mn2++2Fe3++4S↓+6H2O；

(2)亞鐵離子具有較強的還原性，可以和高錳酸鉀反應(yīng)，故檢驗亞鐵離子，可加高錳酸鉀，若紫色褪色，則含有亞鐵離子；要除去亞鐵離子，可以加入過氧化氫除去，也可以加入二氧化錳將亞鐵離子氧化為鐵離子；步驟④需將溶液加熱至沸然后在不斷攪拌下加入堿，調(diào)節(jié)pH4~5，再繼續(xù)煮沸一段時間，“繼續(xù)煮沸"的目的破壞氫氧化鐵膠體，使之沉淀，便于過濾分離，因此步驟⑤所得濾渣為氫氧化鐵，故本題答案為：取少量濾液于試管中，加入高錳酸鉀溶液，紫色褪去；加入H2O2或MnO2；Fe(OH)3；

(3)步驟⑦需在90~100℃下進行，反應(yīng)的化學方程式為(NH4)2Sx+1=2NH3↑+H2S↑+xS↓，故本題答案為：(NH4)2Sx+1=2NH3↑+H2S↑+xS↓；

(4) S2-和NH4+都發(fā)生水解，NH4+水解呈酸性，S2-水解呈堿性，溶液的酸堿性取決于氫硫酸與氨水電離常數(shù)的相對大小，故本題答案為：比較SH-與NH4+水解常數(shù)的相對大小；

(5)已知本實驗條件下，高錳酸鉀溶液與硫酸錳溶液混合產(chǎn)生二氧化錳，反應(yīng)的離子方程式為

2＋3Mn2+＋2H2O＝5MnO2↓＋4H+，

n(KMnO4)=c mol/L×v×10-3L=cV×10-3mol，產(chǎn)品中Mn2+的質(zhì)量分數(shù)為(1.5cv×10-3mol×55g/mol)/ag×100％=×100％，故本題答案為：×100％。