Question

利用含锰废水（主要含Mn²⁺、SO₄^2-、H⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺）可制备高性能磁性材料碳酸锰（MnCO₃）。其中一种工业流程如下：

已知某些物质完全沉淀的pH值如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Cu(OH)2	Mn(OH)2	CuS	MnS	MnCO3
沉淀完全时的PH	3.7	5.2	6.4	9.8	≥0	≥7	≥7

回答下列问题：

（1）若下列物质均能把Fe²⁺氧化为Fe³⁺，则过程①中可选择加入的氧化剂是         。

a．Cl₂          b．MnO₂      c．浓HNO₃     d．H₂O₂   

（2）过程②中，所得滤渣的成分是         。

（3）过程③中，搅拌的目的是        ，发生反应的离子方程式是         。

（4）过程④中，若生成的气体J可使澄清石灰水变浑浊，则生成MnCO₃反应的离子方程式是___________。

（5）由MnCO₃可制得重要的催化剂MnO₂，MnCO₃ +O₂ → MnO₂ + CO₂。

现在空气中加热 460.0 g的MnCO₃，得到332.0 g产品，若产品中杂质只有MnO，则该产品中MnO₂的质量分数是        。（摩尔质量/g·：MnCO₃ 115   MnO₂ 87  MnO 71）

Answer

（1）b d（2）Fe(OH)3、Al(OH)3（3）使MnS 与 Cu2+快速、充分反应，MnS + Cu2+ = Mn2+ + CuS↓（4）Mn2+ + 2HCO3- = MnCO3 + CO2↑+H2O（5）78.6%

【解析】

试题分析：（1）把Fe2+氧化为Fe3+除去杂质，加入的试剂至少要满足两个条件：加入的试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应；反应后不能引入新的杂质，四个选项中，MnO2 反应生成需要的Mn2+，H2O2反应后生成水，双氧水受热见光易分解，没有多余杂质，故bd正确；（2）调节pH在5.2，由题意知Fe2+和Al3+均以Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀状态存在；（3）加入MnS是为了使其中Cu2+产生CuS沉淀除去，故搅拌目的是使MnS 与 Cu2+快速、充分反应，离子方程式MnS + Cu2+ = Mn2+ + CuS↓；（4）由题意知Mn2+和加入的HCO3-反应，产生CO2气体和MnCO3沉淀，故离子方程式Mn2++2HCO3- =MnCO3 +CO2↑+H2O；（5）MnCO3受热分解为MnO，MnO部分氧化为MnO2，产品中杂质有MnO，460.0 gMnCO3，物质的量为4mol，受热产生4molMnO，设产生MnO2物质的量为xmol，即有xmolMnO氧化，剩余MnO为(4-x)mol，产物的总质量为(4-x)mol×71g/mol+xmol×87g/mol=332g，x=3，则MnO2的质量分数==78.6%

考点：铁盐和亚铁盐的相互转变；难溶电解质的溶解平衡；离子方程式的书写