Question

用菱锰矿（主要含MnCO₃、FeCO₃、Al₂O₃、SiO₂）制备MnSO₄·H₂O的工艺流程如下：

Ⅰ．向菱锰矿中加入过量稀H₂SO₄，过滤；

Ⅱ．向滤液中加入过量MnO₂，过滤；

Ⅲ．调节滤液pH=a，过滤；

Ⅳ．浓缩、结晶、分离、干燥得到产品；

Ⅴ．检验产品纯度。

（1）步骤Ⅰ中，滤渣的主要成分是         。

（2）将MnO₂氧化Fe²⁺的离子方程式补充完整：

MnO₂ + Fe²⁺ +      ＝Mn²⁺ + Fe³⁺ +

（3）与选用Cl₂作为氧化剂相比，MnO₂的优势主要在于：原料来源广、成本低、可避免环境污染、           。

（4）已知：生成氢氧化物沉淀的pH

	Al(OH)3	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Mn(OH)2
开始沉淀时	3.4	6.3	1.5	7.6
完全沉淀时	4.7	8.3	2.8	10.2

注：金属离子的起始浓度为0.1mol/L

步骤Ⅲ中a的取值范围是         。

（5）步骤Ⅴ，通过测定产品中锰元素的质量分数来判断产品纯度。

已知一定条件下，MnO₄^－与Mn²⁺反应生成MnO₂ 。取x g产品配成溶液，用0.1mol/L KMnO₄溶液滴定，消耗KMnO₄溶液y mL，产品中锰元素的质量分数为            （用含x、y表示）

Answer

（1）SiO2（2）1、2、4H+、1、2、2H2O

（3）不会引入Cl－,使制得的MnSO4·H2O产品更纯净

（4）4.7≤a<7.6（5）

【解析】

试题分析：（1）向菱锰矿中加入过量稀H2SO4，只有SiO2不溶于硫酸，步骤Ⅰ中，滤渣的主要成分是SiO2；（2）根据电子守恒，电荷守恒，MnO2氧化Fe2+的离子方程式，MnO2+2Fe2++4H+＝Mn2++2Fe3++2H2O；（3）氯气的还原产物是Cl－,与选用Cl2作为氧化剂相比，MnO2的优势主要在于：原料来源广、成本低、可避免环境污染、不会引入Cl－；（4）为除去溶液中的Al3+、Fe3+，而不让Mn2+沉淀，a的取值范围是4.7≤a<7.6；（5）根据反应方程式，消耗0.1mol/L KMnO4溶液y mL，则Mn2+的物质的量为=1.5y；Mn2+的质量1.5y，锰元素的质量分数为。

考点：本题考查氧化还原反应、化学计算。