Question

工业上可用软锰矿浆（主要成分为MnO₂）吸收硫酸厂废气SO₂，并制备MnSO₄?H₂O晶体，其工艺流程如下：

已知：①浸出液的pH＜2，且阳离子主要是Mn²⁺，以及少量Fe²⁺、Al³⁺等．
②几种离子沉淀时数据信息如下：

离子	Fe2+	Fe3+	Al3+	Mn2+
开始沉淀时pH	7.6	2.7	3.8	8.3
完全沉淀时pH	9.7	4.0	4.7	9.8

请回答下列问题：
（l）浸出液pH＜2的原因可能是

 

．
（2）加入MnO₂，氧化时溶液中反应的离子方程式为

 

，若流程中取消“加入MnO₂”，对上述流程的影响是

 

．
（3）试剂X

 

（填“能”或“不能”）选用氢氧化锰，试说明理由：

 

．
（4）滤渣的主要成分是

 

，利用滤渣能提取铁红，其原理是

 

．
（5）从滤液中提取MnSO₄?H₂O晶体的操作是

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：（1）部分SO₂与水结合生成H₂SO₃，H₂SO₃电离出H⁺使pH＜2；
（2）加入MnO₂，把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，得到的产品中含有FeSO₄杂质；
（3）试剂X能选用氢氧化锰，Fe³⁺、Al³⁺水解生成的H⁺与Mn（OH）₂反应，促进Fe³⁺、Al³⁺水解并最终转化为沉淀，且不引入新的杂质；
（4）调节pH=5.0，Fe³⁺、Al³⁺生成沉淀Fe（OH）₃、Al（OH）₃，用足量NaOH溶液溶解滤渣，过滤得到Fe（OH）₃，再灼烧即得铁红；
（5）滤液中提取MnSO₄?H₂O晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．

解答： 解：（1）浸出液pH＜2，主要原因是部分SO₂与水结合生成H₂SO₃，H₂SO₃电离出H⁺使pH＜2；
故答案为：部分SO₂与水结合生成H₂SO₃，H₂SO₃电离出H⁺使pH＜2；
（2）加入MnO₂，把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，离子方程式为MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O；若流程中取消“加入MnO₂”，则得到的产品中含有FeSO₄杂质；
故答案为：MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O；得到的产品中含有FeSO₄杂质；
（3）试剂X能选用氢氧化锰，Fe³⁺、Al³⁺水解生成的H⁺与Mn（OH）₂反应，促进Fe³⁺、Al³⁺水解并最终转化为沉淀，且不引入新的杂质；
故答案为：能；Fe³⁺、Al³⁺水解生成的H⁺与Mn（OH）₂反应，促进Fe³⁺、Al³⁺水解并最终转化为沉淀，且不引入新的杂质；
（4）调节pH=5.0，Fe³⁺、Al³⁺生成沉淀Fe（OH）₃、Al（OH）₃，用足量NaOH溶液溶解滤渣，Al（OH）₃沉淀溶解，过滤得到Fe（OH）₃，再灼烧即得铁红；
故答案为：Fe（OH）₃、Al（OH）₃； 用足量NaOH溶液溶解滤渣，过滤得到Fe（OH）₃，再灼烧即得铁红；
（5）滤液中提取MnSO₄?H₂O晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．

点评：本题考查了物质制备实验的分析判断，物质溶解性的理解应用，电解原理的应用判断．电极反应的产物判断和电极反应书写，题目难度较大．