Question

高纯MnCO₃是广泛用于电子行业的强磁性材料。MnCO₃为白色粉末,不溶于水和乙醇(沸点78.5 ℃),在潮湿环境下易被氧化，温度高于100 ℃开始分解。

I.实验室以MnO₂为原料制备MnCO₃

（1）制备MnSO₄溶液:

①主要反应装置如图所示,缓缓通入经N₂稀释的SO₂气体，发生反应H₂SO₃ + MnO₂=MnSO₄+H₂O。下列措施中，目的是加快化学反应速率的是________(填字母代号)。

A. MnO₂加入前先研磨               B.搅拌     C.提高混合气中N₂比例

②已知实验室制取SO₂的原理是Na₂SO₃ +2H₂SO₄(浓)=2NaHSO₄+SO₂↑+H₂O。选择下图所示部分装置与上图装置相连制备MnSO₄溶液,应选择的装置的接口顺序为_________(用箭头连接字母代号表示)。

③若用空气代替N₂进行实验,缺点是_______________。( 酸性环境下Mn²⁺不易被氧化)

（2）制备MnCO₃固体:

实验步骤:

①向MnSO₄溶液中边搅拌边加入饱和NH₄HCO₃溶液生成MnCO₃沉淀，反应结束后过滤;

②...;.

③在70～80℃下烘干得到纯净干燥的MnCO₃固体。

步骤②为__________,需要用到的试剂有_____________、_______、________。

II.设计实验方案

（3）利用沉淀转化的方法证明Ksp(MnCO₃)＜Ksp(NiCO₃):__________________(已知NiCO₃为难溶于水的浅绿色固体)。

（4）证明H₂SO₄的第二步电离不完全:_____________。[查阅资料表明K₂(H₂SO₄)=1.1×10^-2]

Answer

AB 空气中的O2能氧化H2SO3，使SO2利用率下降 洗涤 水 盐酸酸化的BaCl2溶液 乙醇 向NiSO4溶液中滴加几滴Na2CO3溶液，生成浅绿色沉淀，再滴加MnSO4溶液，沉淀变成白色 用pH计测量硫酸钠溶液的pH大于7

【解析】

（1）①A. MnO2加入前先研磨，增大接触面积，能加快反应速率，故选A；

B.搅拌能加快反应速率，故选B；

C.提高混合气中N2比例，降低二氧化硫的浓度，反应速率减小，故不选C；

选AB；

②反应不需要加热制备二氧化硫，氮气与二氧化硫先充分混合，再在三口烧瓶中反应生成MnSO4，利用氢氧化钠溶液进行尾气处理，防止尾气中二氧化硫污染空气，应选择的装置的接口顺序为；

③制备原理为：H2SO3+MnO2＝MnSO4+H2O，若用空气代替N2进行实验，氧气能与亚硫酸反应生成硫酸，二氧化硫利用率降低；

（2）步骤②为洗涤沉淀，用盐酸酸化的BaCl2溶液检验硫酸根离子是否洗净；MnCO3为白色粉末，不溶于水和乙醇，在潮湿环境下易被氧化，应用酒精洗涤，可以防止被氧化，需要的试剂有盐酸酸化的BaCl2溶液、乙醇；

（3）向NiSO4溶液中滴加几滴Na2CO3溶液，生成浅绿色沉淀，再滴加MnSO4溶液，沉淀变成白色，即说明Ksp(MnCO3)＜Ksp(NiCO3)；

（4）根据盐类水解规律可知可用pH计测量硫酸钠溶液的pH大于7，能说明H2SO4的第二步电离不完全。