软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制...

(12分)软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O ，反应的化学方程式为：MnO2＋SO2=MnSO4

（1）质量为17．40g纯净MnO2最多能氧化_____L(标准状况)SO2。

（2）已知：Ksp[Al(OH)3]=1×10－33，Ksp[Fe(OH)3]=3×10－39，pH=7．1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(使其浓度小于1×10－6mol·L－1)，需调节溶液pH范围为________。

（3）右图可以看出，从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体，需

控制结晶温度范围为_______。

（4）准确称取0．1710gMnSO4·H2O样品置于锥形瓶中，加入适量H2PO4和NH4NO3溶液，加热使Mn2＋全部氧化成Mn3＋，用c(Fe2＋)=0．0500mol·L－1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3＋被还原为Mn2＋)，消耗Fe2＋溶液20．00mL。计算MnSO4·H2O样品的纯度(请给出计算过程)

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软锰矿（主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等）的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4•H2O，反应的化学方程式为：MnO2+SO2=MnSO4

（1）纯度为75%的软锰矿17.40g最多能氧化　　　　　　 L（标准状况）SO2．

（2）已知：Ksp[Al（OH）3]=1×10﹣33，Ksp[Fe（OH）3]=3×10﹣39，pH=7.1时Mn（OH）2开始沉淀．室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+（使其浓度小于1×10-6mol•L﹣1），需调节溶液pH范围为 　　　　　　　　　　　 ．

（3）如图可以看出，从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4•H2O晶体，需控制结晶温度范围为　　　　　　　　　　　　 ．

（4）准确称取0.1800gMnSO4•H2O样品置于锥形瓶中，加入适量H2PO4和NH4NO3溶液，加热使Mn2+全部氧化成Mn3+，用c（Fe2+）=0.0500mol•L﹣1的标准溶液滴定至终点（滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+），消耗Fe2+溶液20.00mL．计算MnSO4•H2O样品的纯度为　　　　　　 %（结果保留两位有效数字）

（5）实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4，方法如下：高温下使软锰矿与过量KOH(s)和KClO3(s)反应，生成K2MnO4(锰酸钾)和KCl；用水溶解，滤去残渣；酸化滤液，K2MnO4转化为MnO2和KMnO4；再滤去沉淀MnO2，浓缩结晶得到KMnO4晶体。用软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是:　　　　　　　　　　 　　 。

（6）取300mL 0.2mol/L的KI溶液与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应，生成等物质的量的I2和KIO3，则消耗KMnO4的物质的量的是　　　　　 mol。

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本题有两部分

I：软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O，反应的化学方程式为：MnO2+SO2=MnSO4

（1）质量为17.4g纯净MnO2最多能氧化____________L(标准状况)SO2。

（2）上述反应制得的溶液，调节pH值到5～7的范围，以除去Fe3+、 Al3+(使其浓度小于l×10-6mol·L-1)，然后从得到的MnSO4和 MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体，下图可以看出，需控制结晶温度在_______以上。

II：以磷石膏(主要成分CaSO4，杂质SiO2、A12O3等)为原料可制备轻质CaCO3。

（1）匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c(SO42-)随时间变化见下图。清液pH>11时CaSO4转化的离子方程式_______________________

（2）当清液pH接近6．5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为SO42-和_______(填化学式)；检验洗涤是否完全的方法是____________。

（3）磷石膏若用氢氧化钠溶液溶解，发生反应的有关离子方程式为：

_________________________________　 　 、____________________________________

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软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O，反应的化学方程式为MnO2+SO2MnSO4。

(1)质量为17.40 g纯净MnO2最多能氧化____L(标准状况)SO2。

(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33，Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39，pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于1×10-6mol·L-1)，需调节溶液pH范围为____。

(3)下图可以看出，从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体，需控制结晶温度范围为____。

(4)准确称取0.171 0 g MnSO4·H2O样品置于锥形瓶中，加入适量H3PO4和NH4NO3溶液，加热使Mn2+全部氧化成Mn3+，用c(Fe2+)=0.050 0 mol·L-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+)，消耗Fe2+溶液20.00 mL。计算MnSO4·H2O样品的纯度(请给出计算过程)_____。

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(12分) 软锰矿（主要成分MnO2，含Fe，Al2O3 ，MgO杂质）的水悬浊液与烟气中的SO2反应可制备MnSO4·H2O，MnO2与SO2反应的化学方程式为MnO2 +SO2=MnSO4。已知下列信息：

室温下几种氢氧化物的溶度积

回答下列问题：

（1）质量为17．40 g纯净MnO2最多能氧化 　　 L(标准状况) SO2。

（2）悬浊液吸收烟气后，Fe首先转化为Fe2+进入溶液，然后被 　　 　 氧化为Fe3+；要证明溶液中存在Fe3+，可选择的试剂是　 　 　 （填标号）。

a．KMnO4溶液　 　 　 b．KCl溶液　 　 　 c．KSCN溶液　 　 　 d．KNO3溶液

（3）室温下，将吸收液过滤，在滤液中加入CaCO3，可除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+，原因是 　　　　 　 。

（4）从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体，需控制结晶温度范围为　　　　　　　 。

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工业上以软锰矿为原料，利用烧结烟气中的SO₂制备MnSO₄·H₂O的流程如下：

某软锰矿的主要成分为MnO₂，还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu（0.86%）等元素的化合物。酸浸过程发生反应：Me_mO_n+H⁺→Me^（2n/m）++H₂O，Me表示Fe、 Al、 Zn、 Cu等。25℃时部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表：

回答下列问题：

（1）酸浸时SO₂将MnO₂还原为MnSO₄，其离子方程式为________　　________。

酸浸时SO₂的吸收率与pH和温度的关系如下图，为提高SO₂的吸收率，酸浸适宜的条件是　　　　　________　　。

图1： SO₂ 的吸收率与 pH值的关系   　    图2： SO₂的吸收率与温度的关系

（2）滤渣B的主要成分是________　　________。

（3）加入MnS的目的是________　________　　　　________。

（4）操作IV的步骤为　　　　、　　　　　、过滤、洗涤、干燥。

（5）MnO₂的生产方法之一是以石墨为电极，在不断搅拌情况下，电解酸化的MnSO₄溶液，阳极的电极反应式为：　　________　　　　　　。

（6）已知金属离子浓度小于1.0×10^－5mol/L时认为已经完全沉淀，根据表格数据，计算25℃时Zn(OH)₂溶度积K_sp为________（不需计算过程，计算结果保留两位有效数字）。

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稀硫酸酸化后的软锰矿（主要成分为MnO2）悬浊液可用于吸收燃煤尾气中的SO2，得到MnSO4, MnSO4可与KMnO4反应制备电池材料MnO2，同时生成H2SO4。下列用来解释事实的方程式不正确的是（　　 ）

A．MnO2吸收SO2的反应：

B．MnO2作为碱性电池正极材料时的放电反应：

C．MnSO4与KMnO4反应制备

D．尾气中的SO2 还可用足量的氨水吸收：

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MnSO4在工业中有重要应用。用软锰矿浆（主要成分为MnO2和水，含有Fe2O3、FeO、Al2O3和少量PbO等杂质）浸出制备MnSO4，其过程如下：

I．向软锰矿浆中通入SO2，锰、铁、铝、铅元素以离子形式浸出，测得浸出液的pH＜2。

II．向浸出液中加MnO2，充分反应后，加入石灰乳，调溶液pH = 4.7。

III．再加入阳离子吸附剂，静置后过滤。

IV．滤液蒸发浓缩，冷却结晶，获得MnSO4晶体。

【资料】部分阳离子形成氢氧化物沉淀的pH

（1）I中向软锰矿浆中通入SO2生成MnSO4，该反应的化学方程式是________。

（2）II中加入MnO2的主要目的是________；调溶液 pH=4.7，生成的沉淀主要含有________和少量CaSO4。

（3）III中加入阳离子吸附剂，主要除去的离子是________。

（4）用惰性电极电解MnSO4溶液，可以制得高活性MnO2。

①电解MnSO4溶液的离子方程式是________。

②高活性MnO2可用于催化降解甲醛，有关微粒的变化如下图所示，其中X是________，总反应的化学方程式是________。

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软锰矿的主要成分是MnO2，其悬浊液可吸收烟气中SO2，所得酸性浸出液又可用于制备高纯硫酸锰,其一种工艺流程如下图图1所示。已知金属单质的活动顺序为Al>Mn>Fe>Ni。回答下列问题:

(1)用离子方程式表示加入“氧化剂(软锰矿)”作用:_________________________。

(2)已知:Ksp[Al(OH)3]= 1.0×10-33 　　 Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-15

Ksp[Mn(OH)2]=4.0×10-14　　　　　　 Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39

“水解沉降”中:

①“中和剂”可以是__________(填标号)。

A.Al2O3 　　 B.MgO　　 C.H2SO4　　 D.MnO2

②溶液的pH 应不低于______________。(离子浓度小于1×10-6mol/L时，即可认为该离子沉淀完全)

(3)“置换”的目的是____________________(用离子方程式表示)。

(4)“结晶分离”中的部分物质的溶解度曲线如上图图2 所示。结晶与过滤过程中，体系温度均应维持在______________℃(填“27”、“60”或“70”)。

(5)“草酸钠一高锰酸钾返滴法”可测定软锰矿中MnO2 的纯度(假设杂质不参与反应):取a g MnO2 样品于锥形瓶中，加入适量稀硫酸，再加入V1 mL c1 mol/LNa2C2O4 溶液(足量)，最后用c2 mol/L的KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4 ，达终点时消耗V2 mL 标准KMnO4溶液。

①MnO2 参与反应的离子方程式为________________________。

②该样品中MnO2 的质量分数为______(假定杂质不参与反应，列出表达式即可)。

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软锰矿的主要成分是MnO2，其悬浊液可吸收烟气中SO2，所得酸性浸出液又可用于制备高纯硫酸锰，其一种工艺流程如图所示。回答下列问题：

(1)软锰矿悬浊液吸收SO2的过程中，SO2体现了________性。

(2)“氧化剂”发生反应的离子方程式为____________。

(3)已知：Ksp[Al(OH) 3]=1.0×10-34；

Krp[Fe(OH) 3]=2.6×10-30；

Krp[Ni(OH) 2]=1.6×10-15；

Krp[Mn(OH) 2]=4.0×10-14；

“水解沉淀“中：

①“中和剂“可以是________（填标号）

A.Al2O3　　 B.H2SO4　　 C.MgO　　 D.MnO2

②溶液的pH应不低于________（离子浓度小于1×10-5mol·L-1时，即可认为该离子沉淀完全）

③不采用“水解沉淀“除Ni2+的原因是___________。

(4)“置换”中发生反应的离子方程式为____________。

(5)“结品分离”中的部分物质的溶解度曲线如图。

①加入稀硫酸的作用是（结合平衡移动原理解释）_____________。

②结晶与过滤过程中，体系温度均应维持在_______℃（填“27”、“60”或“70”）。

(6)高纯硫酸锰可用于水中溶解氧含量的测定，步骤如下：

步骤1：水中的氧气在碱性溶液中将MnSO4氧化为MnO(OH)2。

步骤2：在酸性条件下，加入KI将生成的MnO(OH)2再还原成Mn2+。

步骤3：用Na2S2O3标准溶液滴定步骤2中生成的I2(2S2O32-+I2=2I-+S4O62-)。

取某水样100mL，按上述测定步骤滴定，消耗a mol·L-1 NaS2O3标准溶液VmL，该水样溶解氧含量为

_________mol·L-1。

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