Question

Ⅰ、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（装置见图）加入一定量MnO₂   和水，搅拌，通入 SO₂和N₂混合气体，反应3h。停止通入SO₂，继续反应片刻，过滤（已知MnO₂+H₂SO₃=MnSO₄+H₂O）。

①石灰乳作用：                          。

②若实验中将换成空气，测得反应液中Mn²⁺、SO₄^2-的浓度随反应时间t变化如右图。导致溶液中Mn²⁺、SO₄^2-浓度变化产生明显差异的原因是                                。

（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开始沉淀时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：Ca(OH)₂、NaHCO₃、Na₂CO₃、C₂H₅OH]。

①                                                ；

②                                               ；    

③检验SO₄^2-是否被洗涤除去；      ④用少量乙醇洗涤；          ⑤低于100℃干燥。

Ⅱ、锌铝合金的主要成分有Zn、Al、Cu、Si等元素。实验室测定其中Cu含量的步骤如下：①称取该合金样品1.1g，用HCl和H₂O₂溶解后，煮沸除去过量H₂O₂，过滤，滤液定容于250mL容量瓶中。

②用移液管移取50.00mL滤液于250mL碘量瓶中，控制溶液的pH=3～4，加入过量KI溶液（生成CuI和I₂）和指示剂，用0.01100mol×L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂至终点（反应：I₂ + 2S₂O₃^2- = 2I^- + S₄O₆^2-），消耗Na₂S₂O₃溶液6.45mL。

（1）判断步骤②滴定终点的方法是                                                。

（2）计算合金中Cu的质量分数               。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ、（1）①吸收多余的二氧化硫（1分）②O₂与H₂SO₃反应生成H₂S0₄（1分）

（2）①边搅拌边加入NaHCO₃(Na₂CO₃),并控制溶液pH<7.7 （2分） ②过滤，用少量水洗涤2~3次。（2分）

Ⅱ、（1）当滴入最后一滴Na₂S₂O₃溶液时，溶液由蓝色突变为无色，且半分钟不变色（2分）  （2）0.02064（2分）

【解析】Ⅰ、（1）①由于SO₂是大气污染物，需要尾气处理，即石灰乳的作用是吸收多余的二氧化硫。

②由于氧气具有氧化性，而亚硫酸具有还原性，因此原因是O₂与H₂SO₃反应生成H₂S0₄导致的。

（2）要生成碳酸锰，则需要加入碳酸盐，然后通过控制溶液的pH即可产生碳酸锰。碳酸锰不溶于水，过滤得到，即步骤是①边搅拌边加入NaHCO₃(Na₂CO₃),并控制溶液pH<7.7 （2分） ②过滤，用少量水洗涤2~3次。

Ⅱ、（1）①由于碘遇淀粉显蓝色，所以指示剂是淀粉，终点时的现象是当滴入最后一滴Na₂S₂O₃溶液时，溶液由蓝色突变为无色，且半分钟不变色。

②铜离子氧化碘离子的方程式为2Cu^2＋＋4I^－=2CuI＋I₂，因此根据I₂ + 2S₂O₃^2- = 2I^- + S₄O₆^2-可知，Cu^2＋～S₂O₃^2-。所以铜离子的物质的量是0.01100mol/L×0.00645L＝7.095×10^－5mol，则合金中铜的质量是7.095×10^－5mol×5×64g/mol＝0.022704g，所以质量分数是0.022704÷1.1＝0.02064。