Question

20．工業(yè)上用菱錳礦（MnCO₃）[含F(xiàn)eCO₃、SiO₂、Cu₂（OH）₂CO₃等雜質]為原料制取KMnO₄．其流程示意圖如下：

②金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表：

	Mn（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Cu（OH）2
開始沉定時	8.3	7.6	2.7	6.7
完全沉淀時	9.8	9.6	3.7	9

回答下列問題：
（1）寫出濾渣1的一種工業(yè)用途：建筑材料．實驗室模擬該流程過程中，洗滌濾渣1的具體操作方法為將沉淀放在過濾器中，水浸沒沉淀自然流下，重復2～3次．
（2）試劑a最好選用B（填選項字母）．
A．氯水    B．高錳酸鉀
C．次氯酸鈉    D．濃鹽酸
（3）試劑b可選用CD（填選項字母）．
A．氨水    B．稀硫酸    C．碳酸錳    D．Mn（OH）₂    E．NaOH
（4）試劑c為MnS，寫出濾液2中加入MnS后發(fā)生反應的離子方程式：MnS+Cu²⁺=Mn²⁺+CuS
（5）用惰性電極電解硫酸錳和硫酸鉀混合溶液的方法可以制取高錳酸鉀，寫出電解時的陽極反應式：Mn²⁺-5e^-+4H₂O=8H⁺+MnO₄^-．工業(yè)上用硫酸溶解碳酸錳，而不用鹽酸溶解，其原因是氯離子放電生成有毒氣體氯氣．
（6）KMnO₄是一種常用的滴定試劑，某同學用酸性高錳酸鉀溶液測定濾液1中Fe²⁺的含量．滴定過程中，每次均量取25.00mL的濾液1置于錐形瓶中，滴定三次平均消耗掉0.1000mol/L的KMnO₄溶液20.00mL，則濾液1中Fe²⁺的濃度為22.4g/L（保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 菱錳礦用稀硫酸酸浸，MnCO₃、FeCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃與稀硫酸反應，SiO₂不與稀硫酸反應，過濾得到濾渣1為SiO₂，濾液1中含有氯化鎂、氯化亞鐵、氯化銅及剩余的HCl，向濾液中加入試劑a為高錳酸鉀，將溶液中Fe²⁺氧化為Fe³⁺，加入試劑b為碳酸錳、Mn（OH）₂等調節(jié)PH=4時Fe³⁺轉化為Fe（OH）₃沉淀，過濾除去，濾液2中加入試劑c為MnS，將溶液中Cu²⁺氧化為CuS沉淀過濾除去，濾液3中為MnCl₂，最后經電解得到KMnO₄．
（1）二氧化硅可用于建筑、鋪路或生成硅酸鹽等；將沉淀放在過濾器中，水浸沒沉淀自然流下；
（2）試劑a將溶液中Fe²⁺氧化為Fe³⁺，且不能引入新雜質；
（3）試劑b調節(jié)pH使鐵離子轉化為沉淀，但不能引入新雜質；
（4）發(fā)生沉淀的轉化；
（5）由題意可知，陽極發(fā)生氧化反應，錳離子失去電子；用氯化鎂時電解氯離子放電生成氯氣；
（6）根據關系式5Fe²⁺～MnO₄^-計算25.00mL的濾液1中Fe²⁺的物質的量，再根據Fe²⁺的濃度=$\frac{nM}{V}$計算．

解答 解：（1）二氧化硅可用于建筑、鋪路或生成硅酸鹽等；洗滌濾渣1的具體操作方法為將沉淀放在過濾器中，水浸沒沉淀自然流下，重復2～3次，
故答案為：建筑材料；將沉淀放在過濾器中，水浸沒沉淀自然流下，重復2～3次；
（2）試劑a將溶液中Fe²⁺氧化為Fe³⁺，且不能引入新雜質，只有高錳酸鉀符合，
故答案為：B；
（3）試劑b調節(jié)pH使鐵離子轉化為沉淀，但不能引入新雜質，則加入試劑b為碳酸錳、Mn（OH）₂等，
故答案為：CD；
（4）MnS與氯化銅反應轉化更難溶的CuS，同時得到氯化鎂，反應離子方程式為MnS+Cu²⁺=Mn²⁺+CuS，
故答案為：MnS+Cu²⁺=Mn²⁺+CuS；
（5）用惰性電極電解硫酸錳和硫酸鉀混合溶液的方法可以制取高錳酸鉀，電解時的陽極反應式為Mn²⁺-5e^-+4H₂O=8H⁺+MnO₄^-．工業(yè)上用硫酸溶解碳酸錳，而不用鹽酸溶解，其原因是氯離子放電生成有毒氣體氯氣，
故答案為：Mn²⁺-5e^-+4H₂O=8H⁺+MnO₄^-；氯離子放電生成有毒氣體氯氣；
（6）高錳酸鉀與Fe²⁺的反應是MnO₄^-～Mn²⁺～5e^-；Fe²⁺～Fe3⁺～e^-；依據電子守恒，鐵離子和亞鐵離子前乘5，依據原子守恒和電荷守恒得到反應的離子方程式為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；設25.00mL的濾液1中Fe²⁺的物質的量xmol，則：
5Fe²⁺～～～～～～MnO₄^-，
5                               1
xmol           0.02L×0.1000mol/L    所以x=0.01mol，則濾液1中Fe²⁺的濃度為$\frac{0.01mol×56g/mol}{0.025L}$=22.4g/L，
故答案為：22.4．

點評 本題考查混合物分離提純及物質制備實驗，為高頻考點，把握實驗流程中的反應、混合物分離提純、電解原理為解答 的關鍵，綜合性較強，側重分析與實驗能力的考查，題目難度中等．