Question

【題目】用菱錳礦（主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2）制備MnSO4H2O的工藝流程如下：
Ⅰ．向菱錳礦中加入過量稀H2SO4 ， 過濾；
Ⅱ．向?yàn)V液中加入過量MnO2 ， 過濾；
Ⅲ．調(diào)節(jié)濾液pH=a，過濾；
Ⅳ．濃縮、結(jié)晶、分離、干燥得到產(chǎn)品；
Ⅴ．檢驗(yàn)產(chǎn)品純度．
（1）步驟Ⅰ中，濾渣的主要成分是
（2）將MnO2氧化Fe2+的離子方程式補(bǔ)充完整： MnO2+ Fe 2++ ═ Mn 2++ Fe 3++
（3）與選用Cl2作為氧化劑相比，MnO2的優(yōu)勢(shì)主要在于：原料來源廣、成本低、可避免環(huán)境污染、 ．
（4）已知：生成氫氧化物沉淀的pH

	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Mn（OH）2
開始沉淀時(shí)	3.4	6.3	1.5	7.6
完全沉淀時(shí)	4.7	8.3	2.8	10.2

注：金屬離子的起始濃度為0.1mol/L
步驟Ⅲ中a的取值范圍是 ．
（5）步驟Ⅴ，通過測(cè)定產(chǎn)品中錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來判斷產(chǎn)品純度．
已知一定條件下，MnO4﹣與Mn2+反應(yīng)生成MnO2 ． 取x g產(chǎn)品配成溶液，用0.1mol/L KMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液y mL，產(chǎn)品中錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ．

Answer 1

【答案】
（1）二氧化硅
（2）1；2；4H+；1；2；2H2O
（3）不會(huì)引入Cl﹣ ， 使制得的MnSO4?H2O產(chǎn)品更純凈
（4）4.7≤a＜7.6
（5）
【解析】解：菱錳礦（主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2），加入過量稀H2SO4 ， 生成硫酸錳、硫酸亞鐵、硫酸鋁溶液，二氧化硅不溶解，；向?yàn)V液中加入過量MnO2 ， 將亞鐵離子氧化為鐵離子，本身被還原為二價(jià)錳離子，調(diào)節(jié)濾液pH，使三價(jià)鐵離子和鋁離子沉淀，過濾除去氫氧化鐵和氫氧化鋁固體，對(duì)硫酸錳溶液進(jìn)行濃縮、冷切結(jié)晶、過濾、洗滌干燥得到產(chǎn)品，（1）菱錳礦（主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2），加入過量稀H2SO4 ， 生成硫酸錳、硫酸亞鐵、硫酸鋁溶液，二氧化硅不溶解，濾渣的主要成分是二氧化硅，
所以答案是：二氧化硅；（2）錳元素化合價(jià)由+4價(jià)降低到+2價(jià)，鐵元素由+2價(jià)升高到+3價(jià)，根據(jù)化合價(jià)升降守恒、電荷守恒、原子守恒，配平反應(yīng)為MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O，
所以答案是：1、2+4H+、1、2、2H2O；（3）選用Cl2作為氧化劑會(huì)最后的溶液中引入氯離子，使制得的產(chǎn)品不純，而MnO2不會(huì)引入Cl﹣ ， 使制得的MnSO4H2O產(chǎn)品更純凈，
所以答案是：不會(huì)引入Cl﹣ ， 使制得的MnSO4H2O產(chǎn)品更純凈；（4）調(diào)節(jié)濾液pH，使三價(jià)鐵離子和鋁離子沉淀，根據(jù)表格可知二價(jià)錳離子開始沉淀的pH=7.6，鋁離子開始沉淀的pH=4.7，故4.7≤a＜7.6，
所以答案是：4.7≤a＜7.6；（5）設(shè)含有硫酸錳的物質(zhì)的量為z，根據(jù)方程式

3Mn2+	+	2MnO4﹣	+	2H2O	=	5MnO2	+	4H+
3mol		2mol
z		0.1y×10﹣3mol

z=0.15y×10﹣3mol，
錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)= ，
所以答案是： ．