Question

【题目】高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的操作步骤如下：

（1）制备MnSO4溶液：在烧瓶中（装置见上图）加入一定量MnO2和水，搅拌，通人SO2和N2混合气体，反应3h。停止通入SO2，继续反应片刻，过滤。

①写出反应方程式：MnO2+ H2SO3=_________________；

石灰乳参与反应的化学方程式为___________________。

②反应过程中，为使SO2尽可能转化完全，在通人SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有（填两种）________________、___________________。

③若实验中将N2换成空气，测得反应液中Mn2+、SO42-的浓度随反应时间t变化如上图。导致溶液中Mn2+、SO42-的浓度变化产生明显差异，其中Mn2+对O2与H2SO3反应所起的作用是_________________。

（2）制备高纯MnCO3固体：已知MnCO3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解；Mn（OH）2开始沉淀的pH= 7．7。

请补充由（1）制得的MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤[实验中可选用的试剂：H2O 、Ca（OH）2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH]。

①边搅拌边加入_________________，并控制溶液pH_______7．7；

②_______________________；

③_______________________；

④_______________________；

⑤低于100℃干燥。

Answer 1

【答案】（1）①MnO2＋H2SO3＝MnSO4＋H2O SO2＋Ca（OH）2＝CaSO3＋H2O；②控制适当的温度 、缓慢通入混合气体；③Mn2＋ 催化氧气与亚硫酸反应生成硫酸。（2）①碳酸钠或碳酸氢钠、＜；②过滤，用少量水洗涤2-3次 ③检验SO42－是否被除去 ④用少量的乙醇洗涤

【解析】

试题分析：（1）①二氧化锰和亚硫酸发生氧化还原反应生成硫酸锰和水，化学方程式为MnO2+ H2SO3= MnSO4＋H2O ；石灰乳的作用是吸收多余的二氧化硫，二者反应生成亚硫酸钙和水，化学方程式为SO2＋Ca（OH）2＝CaSO3＋H2O 。② 反应过程中，为使SO2尽可能转化完全，在通人SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有控制适当的温度 、缓慢通入混合气体。③导致溶液中Mn2+、SO42-的浓度变化产生明显差异，其中Mn2+对O2与H2SO3反应所起的作用是Mn2＋ 催化氧气与亚硫酸反应生成硫酸。

（2）根据题给信息：MnCO3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解；Mn（OH）2开始沉淀的pH= 7．7和实验中可选用的试剂：H2O 、Ca（OH）2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH确定由MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤为①边搅拌边加入碳酸钠或碳酸氢钠，并控制溶液pH小于7．7；②过滤，用少量水洗涤2-3次；③检验SO42－是否被除去；④用少量的乙醇洗涤；⑤低于100℃干燥。