Question

【題目】錳是重要的合金材料和催化劑，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科技領(lǐng)域有廣泛的用途。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）溶液中的Mn2+可被酸性溶液氧化為MnO4-，該方法可用于檢驗(yàn)Mn2+。

①檢驗(yàn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_________。

②該反應(yīng)的離子方程式為___________。

③ 可看成兩分子硫酸偶合所得，若硫酸的結(jié)構(gòu)式為，則的結(jié)構(gòu)式為_________。

（2）實(shí)驗(yàn)室用含錳廢料（主要成分，含有少量）制備Mn的流程如下：

已知：Ⅰ．難溶物的溶度積常數(shù)如下表所示：

難溶物
溶度積常數(shù)（）	4.0×10－38	1.0×10－33	1.8×10－11	1.8×10－13

Ⅱ．溶液中離子濃度≤10－5 mol·L－1時(shí)，認(rèn)為該離子沉淀完全。

①“酸浸”時(shí)，將Fe氧化為Fe3＋。該反應(yīng)的離子方程式為________；該過(guò)程中時(shí)間和液固比對(duì)錳浸出率的影響分別如圖1、圖2所示：

則適宜的浸出時(shí)間和液固比分別為___________、___________。

②若“酸浸”后所得濾液中c(Mn2＋)＝0.18 mol·L－1，則調(diào)pH”的范圍為___________。

③“煅燒”反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_______。“還原”時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)在化學(xué)上又叫做_________。

Answer 1

【答案】溶液由無(wú)色變?yōu)樽霞t色 5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+ 3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3＋+6H2O 60min 3：1 pH＜8 1：2 鋁熱反應(yīng)

【解析】

（1）①溶液中的Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO4-的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為溶液由無(wú)色變?yōu)樽霞t色，故答案為：溶液由無(wú)色變?yōu)樽霞t色。

②Mn2+被酸性(NH4)2S2O8溶液氧化物MnO4-，還原產(chǎn)物應(yīng)為SO42-，反應(yīng)的離子方程式為：5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+，故答案為：5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+。

③H2S2O8可視為由兩分子的硫酸縮合所得，硫酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，則H2S2O8的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，故答案為：。

（2）①由題中信息可知，“酸浸”時(shí)，MnO2在酸性介質(zhì)中將Fe氧化為Fe3＋，本身被還原為Mn2+，該反應(yīng)的離子方程式為：3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3＋+6H2O，由圖甲可知，適宜的浸出時(shí)間為60min，由圖乙可知，適宜的液固比為3：1，故答案為：3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3＋+6H2O，60min，3：1。

②由流程圖中信息可知，“調(diào)pH”的目的是使Fe3＋和Al3＋沉淀完全，而Mn2＋不沉淀，根據(jù)Ksp[Al(OH)3]=1.0×10－33，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10－38可知：Al3＋沉淀完全時(shí)Fe3＋已沉淀完全，Al(OH)3恰好完全沉淀時(shí)的pH=-lg=，Mn2＋開始沉淀時(shí)的pH為-lg=8，則“調(diào)pH”的范圍為pH＜8，故答案為：pH＜8。

③根據(jù)信息可知，“煅燒”時(shí)，空氣中的O2將MnCO3氧化為MnO2，根據(jù)得失電子守恒可得關(guān)系式O2～2MnCO3，即氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2，“還原”時(shí)發(fā)生鋁粉與高熔點(diǎn)金屬氧化物的反應(yīng)在化學(xué)上又叫做鋁熱反應(yīng)，故答案為1：2，鋁熱反應(yīng)。