Question

(CH₃COO)₂Mn·4H₂O主要用于纺织染色催化剂和分析试剂，其制备过程如图。回答下列问题：

步骤一：以MnO₂为原料制各MnSO₄

(1)仪器a的名称是___，C装置中NaOH溶液的作用是___________。

(2)B装置中发生反应的化学方程式是___________。

步骤二：制备MnCO₃沉淀

充分反应后将B装置中的混合物过滤，向滤液中加入饱和NH₄HCO₃溶液，反应生成MnCO₃沉淀。过滤，洗涤，干燥。

(3)①生成MnCO₃的离子方程式_____________。

②判断沉淀已洗净的操作和现象是___________。

步骤三：制备(CH₃COO)₂Mn·4H₂O固体

向11.5 g MnCO₃固体中加入醋酸水溶液，反应一段时间后，过滤、洗涤，控制温度不超过55℃干燥，得(CH₃COO)₂Mn·4H₂O固体。探究生成(CH₃COO)₂Mn·4H₂O最佳实验条件的数据如下：

(4)产品干燥温度不宜超过55℃的原因可能是___________。

(5)上述实验探究了___________和___________对产品质量的影响，实验l中(CH₃COO)₂Mn·4H₂O产率为___________。

Answer

分液漏斗 吸收多余的SO2 SO2+MnO2=MnSO4或SO2+H2O=H2SO3、H2SO3+MnO2=MnSO4+H2O 2HCO3-+Mn2+=MnCO3↓+CO2↑+H2O 取最后一次洗涤液少许于试管中，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无沉淀生成，证明沉淀已洗涤干净 温度过高会失去结晶水 醋酸质量分数 温度 90.0%

【解析】

将分液漏斗中的浓硫酸滴加到盛有Na2SO3的试管中发生复分解反应制取SO2，将反应产生的SO2气体通入三颈烧瓶中与MnO2反应制取MnSO4，由于SO2是大气污染物，未反应的SO2不能直接排放，可根据SO2与碱反应的性质用NaOH溶液进行尾气处理，同时要使用倒扣的漏斗以防止倒吸现象的发生。反应产生的MnSO4再与NH4HCO3发生反应产生MnCO3沉淀、(NH4)2SO4、CO2及H2O，将MnCO3沉淀经过滤、洗涤后用醋酸溶解可得醋酸锰，根据表格中温度、浓度对制取的产品的质量分析醋酸锰晶体合适的条件。

(1)根据仪器结构可知仪器a的名称为分液漏斗；C装置中NaOH溶液的作用是吸收多余的SO2，防止污染大气；

(2)B装置中SO2与MnO2反应制取MnSO4，反应的方程式是SO2+MnO2=MnSO4(或写为SO2+H2O=H2SO3、H2SO3+MnO2=MnSO4+H2O)；

(3)①MnSO4与NH4HCO3发生反应产生MnCO3沉淀、(NH4)2SO4、CO2及H2O，该反应的离子方程式为：2HCO3-+Mn2+=MnCO3↓+CO2↑+H2O；

②若MnCO3洗涤干净，则洗涤液中不含有SO42-，所以判断沉淀已洗净的方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无沉淀生成，证明沉淀已洗涤干净；

(4)该操作目的是制取(CH3COO)2Mn·4H2O，若温度过高，则晶体会失去结晶水，故一般是产品干燥温度不宜超过55℃；

(5)表格采用了对比方法分析了温度、醋酸质量分数(或浓度)对产品质量的影响。实验l中11.5 g MnCO3的物质的量为n(MnCO3)==0.1 mol，根据Mn元素守恒可知理论上能够制取(CH3COO)2Mn·4H2O的物质的量是0.1 mol，其质量为m[(CH3COO)2Mn·4H2O]=0.1 mol×245 g/mol=24.5 g，实际质量为22.05 g，所以(CH3COO)2Mn·4H2O产率为×100%=90.0%。