Question

【题目】MnSO4H2O在工业、农业等方面有广泛的应用。

（一）制备：工业上用化工厂尾气中低浓度SO2与软锰矿（主要成分MnO2，杂质金属元素Mg、Al、Fe等）制备MnSO4H2O过程如下：

已知：浸出液中阳离子主要有H+、Mn2+、Mg2+、Fe2+、Al3+等；浸出过程中发生的主要反应化学方程式为：MnO2+SO2=MnSO4。

（1）生产中将软锰矿粉碎的目的是____。

（2）物质X最好选用_____。

a.盐酸 b.硫酸 c.硝酸

（3）酸浸时SO2的吸收效率与pH、温度的关系如下图所示，为提高SO2的吸收效率，酸浸时pH控制在____左右，温度控制在_________℃左右最适宜。

（4）流程中“氧化”步骤的目的是将Fe2+ 氧化为Fe3+，请完善反应的化学方程式MnO2+2FeSO4+_______ = MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O　。

（5）加入石灰浆调节pH，可将氧化后的浸出液中杂质离子形成氢氧化物除去。

已知：（一）有关氢氧化物沉淀pH对应表

氢氧化物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mn(OH)2	Mg(OH)2
开始沉淀pH	1.8	4.1	8.3	9.4
完全沉淀pH	3.2	5.0	9.8	12.4

（二）Fe3+能与KSCN溶液作用显血红色则加石灰浆时应控制溶液的pH范围为_________。测定溶液的pH最好选____（a.pH试纸 b.pH计），检验Fe3+是否除尽的最佳方法是________。

（6）操作1包括过滤和洗涤，过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_____，洗涤的目的是________

（7）已知硫酸锰、硫酸镁结晶水合物的溶解度曲线如图，则操作2包括：蒸发浓缩，___________，过滤、洗涤、干燥。

（二）应用：

（8）用MnSO4可测定水中溶解氧。方法是：取100mL 水样，迅速加入足量MnSO4溶液及含有NaOH的KI溶液，立即塞上塞子、振荡，使之充分反应；打开塞子，迅速加入适量的稀硫酸，此时有I2生成；再用0.79gL﹣1Na2S2O3溶液和I2反应，当消耗Na2S2O3溶液 12.0mL时反应完全。有关化学反应方程式下：

①2MnSO4+O2+4NaOH=2MnO(OH)2+2Na2SO4；

②MnO(OH)2 + 2KI + 2H2SO4 = MnSO4 + K2SO4 + I2 + 3H2O；

③I2 + 2Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2NaI。

计算水样中溶解氧的浓度（以mgL-1为单位），写出计算过程________。

Answer 1

【答案】增大反应物的接触面积，加快反应速率 b 3 40 2H2SO4 小于3.2 b 取上层清夜少许，加入KSCN溶液，若溶液中未出现血红色，说明Fe3+已经除净 漏斗 洗去滤渣表面的硫酸锰 降温结晶 4.8mg/L

【解析】

(1)由于反应物之间接触越充分，反应越快，转化也就越彻底，所以生产中将软锰矿粉碎的目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，故填写：增大反应物的接触面积，加快反应速率；

(2)酸浸过程中二氧化锰与酸反应，由于最终目的是制造硫酸锰，所以，物质X最好选用硫酸，故填写：b；

(3)由图可知，pH=3，温度为40℃时，两图像的纵坐标都为最大值，为提高二氧化硫的吸收率，酸浸时pH控制在3左右，温度控制在40℃左右最好，故填写：3；40；

(4)流程中“氧化”步骤的目的是将Fe2+ 氧化为Fe3+，根据化学反应前后元素种类和原子个数不变可知，需要补充的应该是两个硫酸分子，故填写：2H2SO4；

(5)由表可知，Fe(OH)3开始沉淀是pH为1.8时，完全沉淀是pH为3.2时，为了使Fe3+被检测出来，而其它杂质又沉淀完全，pH应控制在不能小于3.2，故填写： 小于3.2；

由于是精确测量，所以，选用精确度更高的pH计，故填写：b；

根据给出的“Fe3+能与KSCN溶液作用显血红色”可知，检验Fe3+是否除尽的最佳方法是取上层清夜少许，加入KSCN溶液，若溶液中未出现血红色，说明Fe3+已经除净，故填写：取上层清夜少许，加入KSCN溶液，若溶液中未出现血红色，说明Fe3+已经除净；

(6)操作1包括过滤和洗涤，过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗，故填写：漏斗；

洗涤的目的是将滤渣表面的硫酸锰洗去，得到更多的硫酸锰产物，故填写：洗去滤渣表面的硫酸锰；

(7)由图可知，硫酸锰结晶水合物的溶解度先升高，当温度升到40℃时，又开始降低，由此得出，在得到硫酸锰结晶水合物时，要采用蒸发结晶和降温结晶并用的方法，故填写：降温结晶；

(8)消耗的Na2S2O3溶液中溶质质量为：0.79gL﹣1ⅹ=0.00948g，

解：设100mL 水样中氧气的质量为x
由①2MnSO4+O2+4NaOH=2MnO(OH)2+2Na2SO4可得，O2—2MnO(OH)2的关系式，

由②MnO(OH)2 + 2KI + 2H2SO4 = MnSO4 + K2SO4 + I2 + 3H2O可得，MnO(OH)2—I2的关系式，

由③I2 + 2Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2NaI可得，I2—2Na2S2O3的关系式，

将上述所得关系式综合的：O2—2MnO(OH)2—2I2—4Na2S2O3

水样中溶解氧的浓度为：=0.48mg/mL，故填写：0.48mg/mL。