Question

【题目】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。

Answer 1

【答案】 还原性 MnO2+2Fe2++4H+＝Mn2++2Fe3++2H2O C 4.3 Ni2+完全沉淀的pH与Mn2+比较相近，不利于两者分离 Mn + Ni2+＝Mn2++ Ni 增大SO42-的浓度，使MnSO4和MgSO4的溶解度下降，便于结晶析出 70℃ av/400

【解析】(1)软锰矿里的MnO2吸收SO2后变成了Mn2+，被还原了，则体现了SO2的还原性；

(2)在酸性条件下，MnO2氧化Fe2+生成Fe3+，发生反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+＝Mn2++2Fe3++2H2O ；

(3)根据已知的四组Ksp数据可知，溶液四种金属阳离子的pH是：Fe3+＜Al3+＜Ni2+＜Mn2+，而中和剂调节pH沉淀的离子是Fe3+和Al3+，所以只需要计算的沉淀PH只有Al3+；

①“中和剂“的作用是调节溶液pH，即只需要消耗H+，沉淀的离子是Fe3+和Al3+，同时不引入新的杂质离子，只能选择MgO，因为MnO2是酸性氧化物不与H+反应，故答案为C；

②已知离子沉淀完全时离子浓度小于1×10-5mol·L-1，Ksp[Al(OH) 3]=c(Al3+)×c3(OH-)=1.0×10-34；c(OH-)=10-29/3，则c(H+)=Kw/c(OH-)=10-13/3，pH=-lgc(H+)=4.3；

③因Krp[Ni(OH) 2]=1.6×10-15与Krp[Mn(OH) 2]=4.0×10-14相差不大，则Ni2+完全沉淀的pH与Mn2+比较相近，不利于两者分离，故不采用“水解沉淀”除Ni2+；

(4)加入锰单质置换Ni2+，发生反应的离子方程式为Mn + Ni2+＝Mn2++ Ni ；

(5)①利用同离子效应，增大SO42-的浓度，使MnSO4和MgSO4的溶解度下降，例题结晶析出；

②70℃时MgSO4的溶解度较大，但MnSO4的溶解度比较小，所以选择该温度时，可使MnSO4更多的析出，MgSO4在滤液中被除掉，母液中还剩余MnSO4，循环结晶；

(6)已知O2+Mn2++4OH-=2MnO(OH)2，MnO(OH)2+2I-+4H+=I2+Mn2++3H2O，2S2O32-+I2=2I-+S4O62-；则：

O2~~~~~~2MnO(OH)2~~~~~2I2~~~~~~4S2O32-

1 4

c(O2)×100mL amol/L×V mL

解得：c(O2)=av/400mol/L。