Question

工业上用菱锰矿(MnCO₃)[含FeCO₃、SiO₂、Cu₂(OH)₂CO₃等杂质]为原料制取二氧化锰，其流程示意图如下：

已知：1

生成氢氧化物沉淀的pH

	Mn(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Cu(OH)2
开始沉淀时	8.3	6.3	2.7	4.7
完全沉淀时	9.8	8.3	3.7	6.7

2:下表是三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25℃)

回答下列问题：

（1）滤渣1为____________；

（2）向溶液1中加入双氧水时，反应的离子方程式是____________；

（3）滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS，以除去Cu²⁺，反应的离子方程式是____________；在CuS、MnS共存的悬浊液中，则c(Cu²⁺)/c(Mn²⁺)=____________。

（4）将MnCl₂转化为MnO₂的一种方法是氧化法．其具体做法是用酸化的NaClO₃溶液将MnCl₂氧化，该反应的离子方程式为：5Mn²⁺+2ClO₃^-+□_____=□_____+□______+□______；

（5）将MnCl₂转化为MnO₂的另一种方法是电解法。

①生成MnO₂的电极反应式是____________；

②若直接电解MnCl₂溶液，生成MnO₂的同时会产生少量Cl₂，检验Cl₂的操作是____________。

Answer

（1）SiO2；

（2）2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+；

（3）MnS+Cu2+=Mn2++CuS；5.2×10-24

（4）5Mn2++2ClO3-+4H2O=Cl2↑+5MnO2+8H+，

（5）①Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；

②将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近，若试纸变蓝则证明有Cl2生成；

【解析】

试题分析：菱锰矿用盐酸酸浸，MnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3与盐酸反应，SiO2不与盐酸反应，过滤得到滤渣1为SiO2，滤液1中含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜及剩余的HCl，向滤液中加入生石灰，调节溶液pH=4，加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，在PH=4时氧化得到Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤除去，滤液2中加入MnS，将溶液中Cu2+氧化为CuS沉淀过滤除去，滤液3中为MnCl2，系列转化得到MnO2。

（1）根据上述分析，滤渣1为SiO2，故答案为：SiO2；

（2）加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，在PH=4时氧化得到Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，根据电荷守恒有氢离子生成，反应离子方程式为：2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+，故答案为：2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+；

（3）MnS与氯化铜反应转化更难溶的CuS，同时得到氯化镁，反应离子方程式为：MnS+Cu2+=Mn2++CuS，在CuS、MnS共存的悬浊液中，c(Cu2+)/c(Mn2+)===5.2×10-24，故答案为：MnS+Cu2+=Mn2++CuS；5.2×10-24；

（4）用酸化的NaClO3溶液将MnCl2氧化得到MnO2，Mn元素发生氧化反应，则Cl元素发生还原反应生成Cl2，由于在酸性条件下反应，根据电荷守恒可知，生成物中有H+生成，根据H元素守恒，可知反应物中缺项物质为H2O，配平后离子方程式为：5Mn2++2ClO3-+4H2O=Cl2↑+5MnO2+8H+，故答案为：5Mn2++2ClO3-+4H2O=Cl2↑+5MnO2+8H+；

（5）①由题意可知，Mn2+转化为MnO2，发生氧化反应，由O元素守恒可知有水参加反应，由电荷守恒可知应有H+生成，电极反应式为：Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，故答案为：Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；

②生成氯气发生氧化反应，在阳极产生，检验Cl2的操作是：将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近，若试纸变蓝则证明有Cl2生成，故答案为：将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近，若试纸变蓝则证明有Cl2生成。

考点：考查了制备实验方案的设计的相关知识。