Question

高纯MnCO₃是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以MnO₂为原料制备少量高纯MnCO₃的操作步骤如下：

（1）制备MnSO₄溶液：在烧瓶中（装置见右图）加入一定量MnO₂和水，搅拌，通入SO₂和N₂混合气体，反应3h。停止通入SO₂，继续反应片刻，过滤.

① 写出左边集气瓶的作用                       。

② 石灰乳的作用是:                       （用化学方程式表示）

③ 写出MnO₂和H₂SO₃反应的离子反应方程式                      。

④反应过程中，为使SO₂尽可能转化完全，在通入SO₂和N₂比例一定、不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有          (选择选项填空)。

a．缓慢通入混合气体 b．快速通入混合气体c．控制适当的温度 d．高温加热

（2）制备高纯MnCO₃固体：已知MnCO₃难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解；Mn(OH)₂开始沉淀时pH=7.7。请补充由（1）制得的MnSO₄制备高纯MnCO₃的操作步骤【实验中可选用的试剂： Ca(OH)₂、NaHCO₃、Na₂CO₃、C₂H₅OH】。

① 边搅拌边加入Na₂CO₃，并控制溶液pH＜7.7；

②                                    ；

③ 检验SO₄^2-是否被洗涤干净。检验水洗是否合格的方法是                   。

④ 用少量C₂H₅OH洗涤，其目的是                                ；

⑤ 低于100℃干燥。

Answer

(14分)

（1）①混合SO2和N2 (2分)

②SO2+ Ca(OH)2= CaSO3+H2O(2分)

③MnO2+H2SO3=Mn2++SO42-+H2O (2分)

④ac (2分)

（2） ②过滤，水洗2 ~ 3次；(2分)

③取最后一次洗涤的滤液少量于试管，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无明显现象，说明水洗合格。（2分）

④乙醇容易挥发，便于低温干燥，防止MnCO3 受潮被氧化，受热分解(2分)

【解析】

试题分析：（1）①左边的集气瓶可以通入二氧化硫和氮气，使之混合。②二氧化硫和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙，和水，方程式为：SO2+ Ca(OH)2= CaSO3+H2O。③因为是制备MnSO4溶液，所以二氧化锰和亚硫酸反应生成硫酸锰和水，离子方程式为：MnO2+H2SO3=Mn2++SO42-+H2O。④为了使二氧化硫尽可能完全转化，可以缓慢通入气体，使气体被充分吸收而反应，可以控制适当的温度，加快反应速率，但不能高温加热，否则二氧化硫在水中的溶解度降低，不利于完全反应，所以选ac。（2） ②已知MnCO3难溶于水，所以加入碳酸钠后反应生成碳酸锰，过滤，水洗2 ~ 3次；③检验硫酸根离子是否洗净，可以检验最后一次洗涤液是否含有硫酸根离子，操作方法为：取最后一次洗涤的滤液少量于试管，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无明显现象，说明水洗合格。 ④已知MnCO3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，乙醇容易挥发，便于低温干燥，防止MnCO3 受潮被氧化，受热分解。

考点： 制备实验方案的设计