某化学小组在实验室模拟用软锰矿(主要成分MnO2,杂质来自为铁及铜的化合物等)制备高纯碳酸锰,过听波革程如下(部分操作和条件略)...

某化学小组在实验室模拟用软锰矿(主要成分MnO2,杂质为铁及铜的化合物等)制备高纯碳酸锰,过程如下(部分操作和条件略):① 缓慢向烧瓶中(见图)通入过量混合气进行“浸锰”操作,主要反应原理为:SO2+ H2O = H2SO3MnO2+ H2SO3 = MnSO4+ H2O(铁浸出后,过量的SO2 会将Fe3+还原为Fe2+)② 向“浸锰”结束后的烧瓶中加入一定量纯MnO2粉末。③ 再用Na2CO3溶液调节pH为3.5左右,过滤。④ 调节滤液pH为6.5~7.2 ,加入NH4HCO3 ,有浅红色的沉淀生成,过滤、洗涤、干燥,得到高纯碳酸锰。回答:(1)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6 的生成,温度对“浸锰”反应的影响如下图,为减少MnS2O6的生成,“浸锰”的适宜温度是 。(2)查阅表1,③中调pH为3.5时沉淀的主要成分是 。②中加入一定量纯MnO2粉末的主要作用是 ,相应反应的离子方程式为 。表1:生成相应氢氧化物的pH物质Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2开始沉淀pH2.77.68.34.7完全沉淀pH3.79.69.86.7 (3)③中所得的滤液中含有Cu2+,可添加过量的难溶电解质MnS除去Cu2+,经过滤,得到纯净的MnSO4。用平衡移动原理解释加入MnS的作用_________________。(4)④中加入NH4HCO3 后发生反应的离子方程式是____________________。(5)检验④中沉淀是否洗涤干净的方法是 。
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(12分)
(1)毛须刻扬概大起得思火150℃ (或150℃以上剧急面镇奏)(1分)
(2) Fe(OH)3 (1分)
将Fe2+氧化为Fe3+,将过量的SO2氧化除去(2分)
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O , MnO2+SO2 = Mn2+ + SO42- (2分)
(3)MnS(s)Mn2+(aq)+S2-(aq)

生成的CuS比MnS更批政课胜还青江带响难溶,促进MnS不断溶解,平衡右移,使Cu2+除去粉坐。(2分)
(4)Mn2++2HCO3-=MnC接视度千面O3↓+CO2↑+H2O (2分)
(5)取少量最后一次洗涤后的滤液放入试管中,滴加酸化的BaCl2溶良要以越苦延形准随液,若无白色沉淀产生,则沉淀洗涤干净;反之则未洗干净。(2分)(其他答案合理,给分)
试题分析:(1)根据图1和图2,150℃更么调绝机表西损以上时,副产物MnS2O6 的生成率低,Mn2+ 的浸出率高,答案:150℃ (或150℃以上)(1分)
(2)pH在2.7到3.5之间时沉淀主节盟故便度要成分是Fe(OH)3 ,答案:Fe(OH)3 1分)
Fe2+ 在pH为7.6到9.6之间沉淀,而此时Mn2+ 也产生沉淀,无法分离,故要将Fe2+ 氧化成Fe3+ 以便在pH小于8.7时沉淀,与Mn2+ 分离,故答案:将Fe2+氧化为Fe3+,将过量的SO2氧化除去(2分)
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O , MnO2+SO2 = Mn2沙过消务+ + SO42- (2分)
3)Cu2+ +MnSMn2++CuS,沉淀的转化,由溶解度较大的MnS转化为溶例走贵秋取商客为布号毫解度较小的CuS,原理见答案。答案:
MnS(s)Mn2+(aq)+S2-(aq)

生成的CuS比MnS更难兴零将树裂抗地溶,促进MnS不断溶解,平衡右移,使Cu2+除去。(2分)
(4)④中加入NH4H红除存殖歌改古某红CO3 后发生反应的产生MnC若风业O3沉淀,离子方程式为:Mn2组课前岩亮善阶度++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O ,答案:Mn2++2HCO3-独场生望脚今合技=MnCO3↓+CO2↑+H2O 扩绿(2分)
(5)检验④中沉淀是否洗涤干净,就是检验洗涤液中有无SO42―,答案为:取少量最后一次洗涤后的滤液放入试管中,滴加酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则沉淀洗涤干净;反之则未洗干净。(2分)(其他答案合理,给分)

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