[题目]用混有硫酸亚铁和硫酸镁等杂质的锰矿(含MnO2.MnCO3)生产硫酸锰.实验室模拟生产过程如下: 已知金属离子完全沉淀时的pH值如下:Fe3+:3.5,Fe2+:9.5,Mn2+:10.8,Mg2+:11.6.(1)反应器中发生氧化还原反应的离子方程式是 . (2)从经济效益考虑.物料A可以是 . (3)硫酸锰和硫酸镁的溶解度曲线如右图所示: 则操作Ⅰ包含的主要操� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】用混有硫酸亚铁和硫酸镁等杂质的锰矿(含MnO2、MnCO3)生产硫酸锰，实验室模拟生产过程如下：

已知金属离子完全沉淀时的pH值如下：Fe3+：3.5；Fe2+：9.5；Mn2+：10.8；Mg2+：11.6。

（1）反应器中发生氧化还原反应的离子方程式是________。

（2）从经济效益考虑，物料A可以是________。

（3）硫酸锰和硫酸镁的溶解度曲线如右图所示：

则操作Ⅰ包含的主要操作为________。

（4）MnSO4·H2O在1150℃条件下分解，产物是Mn2O4、含硫化合物、水，在该条件下硫酸锰晶体分解反应的化学方程式是________。

【答案】MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O MnCO3等在60℃下蒸发结晶趁热过滤(洗涤、低温干燥) 3MnSO4·H2OMn3O4+SO2↑+2SO3↑+3H2O↑

【解析】

锰矿中含有FeSO4、MgSO4、MnO2、MnCO3等，酸浸时发生氧化还原反应MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe2+ +2H2O，所以酸浸后的溶液中含有Fe2+、Mn2+、Mg2+，在沉淀池中加入A调节溶液的pH至3.5，根据离子完全沉淀pH值知，加入的A能和氢离子反应而调节溶液的pH，生成的沉淀是Fe(OH)3，过滤后得到的滤渣是Fe(OH)3，滤液中含有Mn2+、Mg2+，将混合溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到MnSO4.H2O，然后干燥粉碎得到硫酸锰，据此解答本题。

（1）酸浸过程中，MnO2将Fe2+氧化成Fe3+，自身还原为Mn2+，反应过程中，Fe由＋2价变为＋3价，失去1个电子，Mn由＋4价变为＋2价，得到2个电子，根据得失电子守恒可得，MnO2和Mn2＋的系数为1，Fe2＋和Fe3＋的系数为2；根据电荷守恒可得反应物中含有H＋，且系数为4；根据H原子个数守恒可得，生成物中有H2O，且其系数为2；因此可得该反应的离子方程式为：MnO2＋2Fe2＋＋4H＋=Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；

（2）加入物料A的作用是调节pH，使溶液中的Fe3+完全沉淀，而所加试剂应不能引入新的杂质，因此试剂A应为MnCO3；

（3）由于操作Ⅰ后得到的固体为MnSO4·H2O，当温度低于60℃时，MgSO4·7H2O的溶解度较大，MnSO4·H2O的溶解度较小；当温度高于60℃时，MgSO4·7H2O的溶解度降低，易析出MgSO4·7H2O，因此操作Ⅰ的主要步骤为：在60℃下蒸发结晶趁热过滤；

（4）由题干信息可知，该反应中反应物为MnSO4·H2O，生成物为Mn3O4、SO2、SO3和H2O，因此该反应的化学方程式为：3MnSO4·H2OMn3O4+SO2↑+2SO3↑+3H2O↑。

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（1）仪器B的名称是________。

（2）实验操作如下：关闭活塞2，打开活塞1、3，加入适量稀硫酸反应一段时间，其目的是____________________________，然后关闭活塞1，接下来的操作是____________________，此后，C装置溶液中有沉淀生成，并有大量气泡冒出，则C中发生反应的离子方程式为_____________________________________。

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