Question

一种用软锰矿(主要成分MnO₂)和黄铁矿(主要成分FeS₂)制取MnSO₄·H₂O并回收单质硫的工艺流程如下：

(1)步骤①混合研磨成细粉的主要目的是__________；步骤②浸取时若生成S、MnSO₄及Fe₂(SO₄)₃，则反应的离子方程式为___________。

(2)步骤③所得酸性滤液可能含有Fe²⁺，检验Fe^2＋的方法是________；除去Fe²⁺的方法是__________。步骤④是破坏Fe(OH)₃胶体并使沉淀颗粒长大，便于过滤分离。步骤⑤所得滤渣为___________(填化学式)。

(3)步骤⑦需在90～100℃下进行，该反应的化学方程式为___________。

(4)硫化铵水解的离子方程式为：S^2-＋＋H₂OHS^-＋NH₃·H₂O，如何判断溶液的酸碱性______。

(5)测定产品MnSO₄·H₂O的方法之一是：准确称取a g产品于锥形瓶中，加入适量ZnO及H₂O煮沸，然后用c mol·L^-1 KMnO₄标准溶液滴定至浅红色且半分钟不褪，消耗标准溶液V mL，滴定反应的离子方程式为2＋3Mn²⁺＋2H₂O＝5MnO₂↓＋4H⁺，产品中Mn²⁺的质量分数为ω(Mn²⁺)＝___________。

Answer

提高硫酸浸取时的浸取率 3MnO2 +2FeS2+12H+=3Mn2++2Fe3++4S↓+6H2O 取少量滤液于试管中，加入高锰酸钾溶液，紫色褪去 加入H2O2或MnO2 Fe(OH)3 (NH4)2Sx+1=2NH3↑+H2S↑+xS↓ 比较SH-与水解常数的相对大小 ×100％

【解析】

软锰矿、黄锰矿经混合研磨，可增大接触面积，加快反应速率，加硫酸可溶解锰，步骤④需将溶液加热至沸然后在不断搅拌下加入碱，目的破坏氢氧化铁胶体，使之沉淀，得到硫酸锰溶液，经浓缩、结晶得到MnSO4·H2O，据此解答。

(1)步骤①混合研磨成细粉，可以增大反应物的接触面积，提高硫酸浸取时的浸取率，硫酸浸取的反应方程式为：3MnO2 +2FeS2+12H+=3Mn2++2Fe3++4S↓+6H2O，故本题答案为：提高硫酸浸取时的浸取率；3MnO2 +2FeS2+12H+=3Mn2++2Fe3++4S↓+6H2O；

(2)亚铁离子具有较强的还原性，可以和高锰酸钾反应，故检验亚铁离子，可加高锰酸钾，若紫色褪色，则含有亚铁离子；要除去亚铁离子，可以加入过氧化氢除去，也可以加入二氧化锰将亚铁离子氧化为铁离子；步骤④需将溶液加热至沸然后在不断搅拌下加入碱，调节pH4~5，再继续煮沸一段时间，“继续煮沸"的目的破坏氢氧化铁胶体，使之沉淀，便于过滤分离，因此步骤⑤所得滤渣为氢氧化铁，故本题答案为：取少量滤液于试管中，加入高锰酸钾溶液，紫色褪去；加入H2O2或MnO2；Fe(OH)3；

(3)步骤⑦需在90~100℃下进行，反应的化学方程式为(NH4)2Sx+1=2NH3↑+H2S↑+xS↓，故本题答案为：(NH4)2Sx+1=2NH3↑+H2S↑+xS↓；

(4) S2-和NH4+都发生水解，NH4+水解呈酸性，S2-水解呈碱性，溶液的酸碱性取决于氢硫酸与氨水电离常数的相对大小，故本题答案为：比较SH-与NH4+水解常数的相对大小；

(5)已知本实验条件下，高锰酸钾溶液与硫酸锰溶液混合产生二氧化锰，反应的离子方程式为

2＋3Mn2+＋2H2O＝5MnO2↓＋4H+，

n(KMnO4)=c mol/L×v×10-3L=cV×10-3mol，产品中Mn2+的质量分数为(1.5cv×10-3mol×55g/mol)/ag×100％=×100％，故本题答案为：×100％。