Question

工業(yè)上可用軟錳礦漿（主要成分為MnO₂）吸收硫酸廠廢氣SO₂，并制備MnSO₄?H₂O晶體，其工藝流程如下：

已知：①浸出液的pH＜2，且陽(yáng)離子主要是Mn²⁺，以及少量Fe²⁺、Al³⁺等．
②幾種離子沉淀時(shí)數(shù)據(jù)信息如下：

離子	Fe2+	Fe3+	Al3+	Mn2+
開始沉淀時(shí)pH	7.6	2.7	3.8	8.3
完全沉淀時(shí)pH	9.7	4.0	4.7	9.8

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（l）浸出液pH＜2的原因可能是

 

．
（2）加入MnO₂，氧化時(shí)溶液中反應(yīng)的離子方程式為

 

，若流程中取消“加入MnO₂”，對(duì)上述流程的影響是

 

．
（3）試劑X

 

（填“能”或“不能”）選用氫氧化錳，試說(shuō)明理由：

 

．
（4）濾渣的主要成分是

 

，利用濾渣能提取鐵紅，其原理是

 

．
（5）從濾液中提取MnSO₄?H₂O晶體的操作是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）部分SO₂與水結(jié)合生成H₂SO₃，H₂SO₃電離出H⁺使pH＜2；
（2）加入MnO₂，把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，得到的產(chǎn)品中含有FeSO₄雜質(zhì)；
（3）試劑X能選用氫氧化錳，F(xiàn)e³⁺、Al³⁺水解生成的H⁺與Mn（OH）₂反應(yīng)，促進(jìn)Fe³⁺、Al³⁺水解并最終轉(zhuǎn)化為沉淀，且不引入新的雜質(zhì)；
（4）調(diào)節(jié)pH=5.0，F(xiàn)e³⁺、Al³⁺生成沉淀Fe（OH）₃、Al（OH）₃，用足量NaOH溶液溶解濾渣，過(guò)濾得到Fe（OH）₃，再灼燒即得鐵紅；
（5）濾液中提取MnSO₄?H₂O晶體的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾．

解答： 解：（1）浸出液pH＜2，主要原因是部分SO₂與水結(jié)合生成H₂SO₃，H₂SO₃電離出H⁺使pH＜2；
故答案為：部分SO₂與水結(jié)合生成H₂SO₃，H₂SO₃電離出H⁺使pH＜2；
（2）加入MnO₂，把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，離子方程式為MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O；若流程中取消“加入MnO₂”，則得到的產(chǎn)品中含有FeSO₄雜質(zhì)；
故答案為：MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O；得到的產(chǎn)品中含有FeSO₄雜質(zhì)；
（3）試劑X能選用氫氧化錳，F(xiàn)e³⁺、Al³⁺水解生成的H⁺與Mn（OH）₂反應(yīng)，促進(jìn)Fe³⁺、Al³⁺水解并最終轉(zhuǎn)化為沉淀，且不引入新的雜質(zhì)；
故答案為：能；Fe³⁺、Al³⁺水解生成的H⁺與Mn（OH）₂反應(yīng)，促進(jìn)Fe³⁺、Al³⁺水解并最終轉(zhuǎn)化為沉淀，且不引入新的雜質(zhì)；
（4）調(diào)節(jié)pH=5.0，F(xiàn)e³⁺、Al³⁺生成沉淀Fe（OH）₃、Al（OH）₃，用足量NaOH溶液溶解濾渣，Al（OH）₃沉淀溶解，過(guò)濾得到Fe（OH）₃，再灼燒即得鐵紅；
故答案為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃； 用足量NaOH溶液溶解濾渣，過(guò)濾得到Fe（OH）₃，再灼燒即得鐵紅；
（5）濾液中提取MnSO₄?H₂O晶體的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)的分析判斷，物質(zhì)溶解性的理解應(yīng)用，電解原理的應(yīng)用判斷．電極反應(yīng)的產(chǎn)物判斷和電極反應(yīng)書寫，題目難度較大．