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的操作步骤如下所示：

Ⅰ.制备MnSO₄溶液：

在三颈烧瓶中加入4.35gMnSO₄和足量的水，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、洗涤，得MnO₂溶液。（N₂不参与反应）

（1）制取MnSO₄的化学方程式为_______________．

（2）反应过程中，为使SO₂尽可能转化完全，在不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有________________．

（3）水浴加热的优点是____________。

Ⅱ.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；pH=7.7时Mn(OH)₂开始沉淀。

实验步骤: ①将所得MnSO₄溶液与20.0mL 2.0mol/L的Na₂CO₃溶液混合，充分反应;②过滤，用少量水洗涤2~3次 ;③用少量C₂H₅OH洗涤;④低温 (低于100℃) 干燥，得固体3.45g。 (1) MnSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合的正确操作为__________。(填字母代号)

a. 将Na₂CO₃溶液缓慢滴加到MnSO₄溶液中，边加边搅拌

b. 将MnSO₄溶液缓慢滴加到Na₂CO₃溶液中，边加边搅拌

c. 将Na₂CO₃溶液迅速倒入到MnSO₄溶液中，并充分搅拌

d. 将MnSO₄溶液迅速倒入到Na₂CO₃溶液中，并充分搅拌

(2)检验MnCO₃固体是否洗涤干净的方法为______________。

(3) 用少量C₂H₅OH洗涤的目的是_______________。

(4) MnCO₃的产率为_____________。

Answer

MnO2+SO2=MnSO4（或MnO2+H2SO4=MnSO4+H2O） 控制适当的水浴湿度，减缓通入气体的速度，减小SO2在混合气（与N2）中的比例 受热均匀，容易控制湿度 a 取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加BaCl2容易，如果不产生沉淀，说明已洗涤干净，否则说明未洗涤干净 乙醇沸点低于100℃，便于低温干燥且MnCO3不分解 75%

【解析】本题主要考查对于实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3实验的评价。

Ⅰ.（1）制取MnSO4的化学方程式为MnO2+SO2=MnSO4。

（2）反应过程中，为使SO2尽可能转化完全，在不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有控制适当的水浴温度，减缓通入气体的速度，减小SO2在混合气（与N2）中的比例。

（3）水浴加热的优点是受热均匀，容易控制温度。

Ⅱ.(1) 因为pH=7.7时Mn(OH)2开始沉淀，而Na2CO3溶液的pH>7.7，所以应将Na2CO3溶液缓慢滴加到MnSO4溶液中，边加边搅拌，故选a。

(2)检验MnCO3固体是否洗涤干净就是检验是否残留Na+、，其中方便检验，方法为：取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加BaCl2溶液，如果不产生沉淀，说明已洗涤干净，否则说明未洗涤干净。

(3) 用少量C2H5OH洗涤的目的是乙醇沸点低于100℃，便于低温干燥且MnCO3不分解。

(4) 4.35g即0,05molMnO2和足量的水与SO2反应得含有0.05molMnSO4的溶液。20.0mL 2.0mol/L的Na2CO3溶液含有0.04molNa2CO3。将所得MnSO4溶液与20.0mL 2.0mol/L的Na2CO3溶液混合，充分反应，理论上得到0.04molMnCO3，所以MnCO3的产率为3.45g/[(0.04×115)g]=75%。