高純碳酸錳（MnCO3）是制備Mn2O3、MnO2等錳的氧化物的重要原料。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)用軟錳礦（主要成分MnO2，雜質(zhì)金屬元素Fe、Al）的水懸濁液吸收煙氣中SO2，制取高純MnCO3的流程如圖：
（1）吸收過程在題圖1所示裝置中進(jìn)行，用混有SO2的空氣模擬煙氣。反應(yīng)過程中，為使SO2盡可能轉(zhuǎn)化完全，在SO2和空氣比例一定、水浴溫度一定、不改變固液投料并充分?jǐn)嚢璧那闆r下，還可采取的合理措施有 減慢模擬煙氣的通入速率減慢模擬煙氣的通入速率（任寫一種）。燒瓶中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H2O+SO2=H2SO3、MnO2+H2SO3=H2SO4+H2OH2O+SO2=H2SO3、MnO2+H2SO3=H2SO4+H2O。
（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得吸收液中Mn2+、SO42-的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2所示。
①導(dǎo)致吸收液中SO42-的物質(zhì)的量濃度大于Mn2+的原因是 部分SO2（或H2SO3）在溶液中被氧氣氧化生成SO42-部分SO2（或H2SO3）在溶液中被氧氣氧化生成SO42-。
②2h后，吸收液中SO42-的物質(zhì)的量濃度增大速率加快的原因是 Mn2+對(duì)氧氣氧化SO2（或H2SO3）具有催化作用Mn2+對(duì)氧氣氧化SO2（或H2SO3）具有催化作用。驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)方法是 取體積相等的蒸餾水和MnCl2溶液，控制其他條件相同，向兩份溶液中同時(shí)通入含SO2的空氣模擬煙氣，相同時(shí)間后測(cè)定溶液中SO42-的物質(zhì)的量濃度取體積相等的蒸餾水和MnCl2溶液，控制其他條件相同，向兩份溶液中同時(shí)通入含SO2的空氣模擬煙氣，相同時(shí)間后測(cè)定溶液中SO42-的物質(zhì)的量濃度。
（3）將三頸燒瓶中的混合物過濾測(cè)得濾液中c（Mn2+）=1.0mol?L-1，還含有Fe3+和Al3+。常溫下，由100mL該濾液制取高純MnCO3的實(shí)驗(yàn)方案為：向溶液中邊攪拌邊滴加1.0mol?L-1NaOH溶液，同時(shí)不斷測(cè)定溶液pH，當(dāng)4.7＜pH＜7.6時(shí)停止滴加，過濾，向所得濾液中邊攪拌邊加入200 mL 1.0 mol?L-1NaHCO3溶液，過濾，用蒸餾水洗滌濾渣，至取最后一次洗滌濾液加入1.0 mol?L-1BaCl2溶液無沉淀生成，停止洗滌，再用無水乙醇洗滌濾渣同時(shí)不斷測(cè)定溶液pH，當(dāng)4.7＜pH＜7.6時(shí)停止滴加，過濾，向所得濾液中邊攪拌邊加入200 mL 1.0 mol?L-1NaHCO3溶液，過濾，用蒸餾水洗滌濾渣，至取最后一次洗滌濾液加入1.0 mol?L-1BaCl2溶液無沉淀生成，停止洗滌，再用無水乙醇洗滌濾渣，干燥，得高純MnCO3固體。[實(shí)驗(yàn)中必須選擇的試劑有1.0mol?L-1BaCl2溶液、1.0mol?L-1NaHCO3溶液、無水乙醇]
已知：Ⅰ.MnCO3難溶于水和乙醇，在潮濕條件下易被氧化；
Ⅱ.常溫Ksp[Al（OH）3]=10-32.9，Ksp[Fe（OH）3]=10-37.4，Ksp[Mn（OH）2]=10-12.8。當(dāng)溶液中金屬離子的濃度小于1×10-5mol?L-1時(shí)認(rèn)為沉淀完全；
Ⅲ.加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH過程中溶液總體積變化忽略不計(jì).
Ⅵ.Mn2+與HCO3-反應(yīng)生成MnCO3和CO2氣體
【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)．
【答案】減慢模擬煙氣的通入速率；H2O+SO2=H2SO3、MnO2+H2SO3=H2SO4+H2O；部分SO2（或H2SO3）在溶液中被氧氣氧化生成SO42-；Mn2+對(duì)氧氣氧化SO2（或H2SO3）具有催化作用；取體積相等的蒸餾水和MnCl2溶液，控制其他條件相同，向兩份溶液中同時(shí)通入含SO2的空氣模擬煙氣，相同時(shí)間后測(cè)定溶液中SO42-的物質(zhì)的量濃度；同時(shí)不斷測(cè)定溶液pH，當(dāng)4.7＜pH＜7.6時(shí)停止滴加，過濾，向所得濾液中邊攪拌邊加入200 mL 1.0 mol?L-1NaHCO3溶液，過濾，用蒸餾水洗滌濾渣，至取最后一次洗滌濾液加入1.0 mol?L-1BaCl2溶液無沉淀生成，停止洗滌，再用無水乙醇洗滌濾渣
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：16引用：1難度：0.4
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
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