Question

【题目】用菱锰矿（主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2）制备MnSO4H2O的工艺流程如下：
Ⅰ．向菱锰矿中加入过量稀H2SO4 ， 过滤；
Ⅱ．向滤液中加入过量MnO2 ， 过滤；
Ⅲ．调节滤液pH=a，过滤；
Ⅳ．浓缩、结晶、分离、干燥得到产品；
Ⅴ．检验产品纯度．
（1）步骤Ⅰ中，滤渣的主要成分是
（2）将MnO2氧化Fe2+的离子方程式补充完整： MnO2+ Fe 2++ ═ Mn 2++ Fe 3++
（3）与选用Cl2作为氧化剂相比，MnO2的优势主要在于：原料来源广、成本低、可避免环境污染、 ．
（4）已知：生成氢氧化物沉淀的pH

	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Mn（OH）2
开始沉淀时	3.4	6.3	1.5	7.6
完全沉淀时	4.7	8.3	2.8	10.2

注：金属离子的起始浓度为0.1mol/L
步骤Ⅲ中a的取值范围是 ．
（5）步骤Ⅴ，通过测定产品中锰元素的质量分数来判断产品纯度．
已知一定条件下，MnO4﹣与Mn2+反应生成MnO2 ． 取x g产品配成溶液，用0.1mol/L KMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液y mL，产品中锰元素的质量分数为 ．

Answer 1

【答案】
（1）二氧化硅
（2）1；2；4H+；1；2；2H2O
（3）不会引入Cl﹣ ， 使制得的MnSO4?H2O产品更纯净
（4）4.7≤a＜7.6
（5）
【解析】解：菱锰矿（主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2），加入过量稀H2SO4 ， 生成硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铝溶液，二氧化硅不溶解，；向滤液中加入过量MnO2 ， 将亚铁离子氧化为铁离子，本身被还原为二价锰离子，调节滤液pH，使三价铁离子和铝离子沉淀，过滤除去氢氧化铁和氢氧化铝固体，对硫酸锰溶液进行浓缩、冷切结晶、过滤、洗涤干燥得到产品，（1）菱锰矿（主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2），加入过量稀H2SO4 ， 生成硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铝溶液，二氧化硅不溶解，滤渣的主要成分是二氧化硅，
所以答案是：二氧化硅；（2）锰元素化合价由+4价降低到+2价，铁元素由+2价升高到+3价，根据化合价升降守恒、电荷守恒、原子守恒，配平反应为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O，
所以答案是：1、2+4H+、1、2、2H2O；（3）选用Cl2作为氧化剂会最后的溶液中引入氯离子，使制得的产品不纯，而MnO2不会引入Cl﹣ ， 使制得的MnSO4H2O产品更纯净，
所以答案是：不会引入Cl﹣ ， 使制得的MnSO4H2O产品更纯净；（4）调节滤液pH，使三价铁离子和铝离子沉淀，根据表格可知二价锰离子开始沉淀的pH=7.6，铝离子开始沉淀的pH=4.7，故4.7≤a＜7.6，
所以答案是：4.7≤a＜7.6；（5）设含有硫酸锰的物质的量为z，根据方程式

3Mn2+	+	2MnO4﹣	+	2H2O	=	5MnO2	+	4H+
3mol		2mol
z		0.1y×10﹣3mol

z=0.15y×10﹣3mol，
锰元素的质量分数= ，
所以答案是： ．