Question

8．某工業(yè)含錳酸性廢水的主要成分為MnSO₄，另外還存在Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等離子．現(xiàn)以該廢水為原料，制備高純的碳酸錳，工業(yè)流程如下：

（1）加入MnO₂的作用是MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O（用離子方程式表示）．
（2）下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀時(shí)的pH

	開始沉淀時(shí)的pH	沉淀完全時(shí)的pH
Fe3+	1.5	3.1
Fe2+	6.5	9.7
Al3+	3.3	5.2
Mn2+	7.8	10.4

依據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷，用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH應(yīng)至5.2．
（3）濾渣X的主要成分為Fe（OH）₃、Al（OH）₃，濾液中的溶質(zhì)為MnSO₄、（NH₄）₂SO₄．
（4）已知反應(yīng)1中會(huì)產(chǎn)生一種氣體，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₄HCO₃+MnSO₄=MnCO₃+（NH₄）₂SO₄+CO₂↑+H₂O．
（5）判斷水洗步驟中沉淀已洗凈的方法是取最后一次的洗滌液于試管中，加入BaCl₂溶液和稀硝酸，若無(wú)白色沉淀，說(shuō)明已洗凈．
（6）制得的碳酸錳可用于工業(yè)上電解法冶煉金屬錳．該生產(chǎn)中需先將碳酸錳溶于強(qiáng)酸，配成電解液，寫出該反應(yīng)的離子方程式MnCO₃+2H⁺=Mn²⁺+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）加入MnO₂，做氧化劑，氧化Fe²⁺；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，氫氧化鋁完成沉淀的pH為5.2，氫氧化鐵完全沉淀的pH為3.7，所以調(diào)節(jié)pH在5.2，
（3）調(diào)節(jié)pH在5.2，F(xiàn)e³⁺和Al³⁺均以Fe（OH）₃和Al（OH）₃沉淀狀態(tài)存在，濾液中的溶質(zhì)為MnSO₄、（NH₄）₂SO₄；
（4）NH₄HCO₃與MnSO₄生成CO₂、MnCO₃、（NH₄）₂SO₄和H₂O；
（5）MnCO₃沉淀中附有SO₄^2-，通過(guò)檢驗(yàn)沉淀中是否含有SO₄^2-，來(lái)確定沉淀洗滌干凈與否；
（6）碳酸錳溶于強(qiáng)酸生成Mn²⁺、CO₂和H₂O．

解答 解：（1）加入MnO₂，做氧化劑，氧化Fe²⁺，離子方程式為MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，氫氧化鋁完成沉淀的pH為5.2，氫氧化鐵完全沉淀的pH為3.7，所以調(diào)節(jié)pH在5.2，
故答案為：5.2；
（3）調(diào)節(jié)pH在5.2，F(xiàn)e³⁺和Al³⁺均以Fe（OH）₃和Al（OH）₃沉淀狀態(tài)存在，即濾渣的成分為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃，濾液中的溶質(zhì)為MnSO₄、（NH₄）₂SO₄；
故答案為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；MnSO₄、（NH₄）₂SO₄；
（4）NH₄HCO₃與MnSO₄生成CO₂、MnCO₃、（NH₄）₂SO₄和H₂O，化學(xué)方程式為2NH₄HCO₃+MnSO₄=MnCO₃+（NH₄）₂SO₄+CO₂↑+H₂O；
故答案為：2NH₄HCO₃+MnSO₄=MnCO₃+（NH₄）₂SO₄+CO₂↑+H₂O；
（5）MnCO₃沉淀中附有SO₄^2-，通過(guò)檢驗(yàn)沉淀中是否含有SO₄^2-，來(lái)確定沉淀洗滌干凈與否，取最后一次的洗滌液于試管中，加入BaCl₂溶液和稀硝酸，若無(wú)白色沉淀，說(shuō)明已洗凈；
故答案為：取最后一次的洗滌液于試管中，加入BaCl₂溶液和稀硝酸，若無(wú)白色沉淀，說(shuō)明已洗凈；
（6）碳酸錳溶于強(qiáng)酸生成Mn²⁺、CO₂和H₂O，離子方程式為MnCO₃+2H⁺=Mn²⁺+CO₂↑+H₂O；
故答案為：MnCO₃+2H⁺=Mn²⁺+CO₂↑+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)變、常見離子的檢驗(yàn)方法、難溶電解質(zhì)的溶解平衡及離子方程式的書寫，題目難度中等，解題關(guān)鍵是合理分析題中生成流程及表中離子完全沉淀時(shí)的數(shù)據(jù)的含義，試題培養(yǎng)了學(xué)生分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．