Question

【題目】高純MnCO3是制備高性能磁性材料的主要原料。實驗室以MnO2為原料制備少量高純MnCO3的操作步驟如下所示：

Ⅰ.制備MnSO4溶液：

在三頸燒瓶中加入4.35gMnSO4和足量的水，攪拌，通入SO2和N2混合氣體，反應(yīng)3h．停止通入SO2，繼續(xù)反應(yīng)片刻，過濾、洗滌，得MnO2溶液。（N2不參與反應(yīng)）

（1）制取MnSO4的化學(xué)方程式為_______________．

（2）反應(yīng)過程中，為使SO2盡可能轉(zhuǎn)化完全，在不改變固液投料的條件下，可采取的合理措施有________________．

（3）水浴加熱的優(yōu)點是____________。

Ⅱ.制備高純MnCO3固體：

已知MnCO3難溶于水、乙醇，潮濕時易被空氣氧化，100℃開始分解；pH=7.7時Mn(OH)2開始沉淀。

實驗步驟: ①將所得MnSO4溶液與20.0mL 2.0mol/L的Na2CO3溶液混合，充分反應(yīng);②過濾，用少量水洗滌2~3次 ;③用少量C2H5OH洗滌;④低溫 (低于100℃) 干燥，得固體3.45g。 (1) MnSO4溶液與Na2CO3溶液混合的正確操作為__________。(填字母代號)

a. 將Na2CO3溶液緩慢滴加到MnSO4溶液中，邊加邊攪拌

b. 將MnSO4溶液緩慢滴加到Na2CO3溶液中，邊加邊攪拌

c. 將Na2CO3溶液迅速倒入到MnSO4溶液中，并充分?jǐn)嚢?/span>

d. 將MnSO4溶液迅速倒入到Na2CO3溶液中，并充分?jǐn)嚢?/span>

(2)檢驗MnCO3固體是否洗滌干凈的方法為______________。

(3) 用少量C2H5OH洗滌的目的是_______________。

(4) MnCO3的產(chǎn)率為_____________。

Answer 1

【答案】 MnO2+SO2=MnSO4（或MnO2+H2SO4=MnSO4+H2O） 控制適當(dāng)?shù)乃�浴濕度，減緩?fù)ㄈ霘怏w的速度，減小SO2在混合氣（與N2）中的比例 受熱均勻，容易控制濕度 a 取最后一次洗滌液少許于試管中，滴加BaCl2容易，如果不產(chǎn)生沉淀，說明已洗滌干凈，否則說明未洗滌干凈 乙醇沸點低于100℃，便于低溫干燥且MnCO3不分解 75%

【解析】本題主要考查對于實驗室以MnO2為原料制備少量高純MnCO3實驗的評價。

Ⅰ.（1）制取MnSO4的化學(xué)方程式為MnO2+SO2=MnSO4。

（2）反應(yīng)過程中，為使SO2盡可能轉(zhuǎn)化完全，在不改變固液投料的條件下，可采取的合理措施有控制適當(dāng)?shù)乃�浴溫度，減緩?fù)ㄈ霘怏w的速度，減小SO2在混合氣（與N2）中的比例。

（3）水浴加熱的優(yōu)點是受熱均勻，容易控制溫度。

Ⅱ.(1) 因為pH=7.7時Mn(OH)2開始沉淀，而Na2CO3溶液的pH>7.7，所以應(yīng)將Na2CO3溶液緩慢滴加到MnSO4溶液中，邊加邊攪拌，故選a。

(2)檢驗MnCO3固體是否洗滌干凈就是檢驗是否殘留Na+、，其中方便檢驗，方法為：取最后一次洗滌液少許于試管中，滴加BaCl2溶液，如果不產(chǎn)生沉淀，說明已洗滌干凈，否則說明未洗滌干凈。

(3) 用少量C2H5OH洗滌的目的是乙醇沸點低于100℃，便于低溫干燥且MnCO3不分解。

(4) 4.35g即0,05molMnO2和足量的水與SO2反應(yīng)得含有0.05molMnSO4的溶液。20.0mL 2.0mol/L的Na2CO3溶液含有0.04molNa2CO3。將所得MnSO4溶液與20.0mL 2.0mol/L的Na2CO3溶液混合，充分反應(yīng)，理論上得到0.04molMnCO3，所以MnCO3的產(chǎn)率為3.45g/[(0.04×115)g]=75%。