软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O...
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软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O,反应的化学方程式为:MnO2+SO2===MnSO4。
(1)质量为17.40 g纯净MnO2最多能氧化________L(标准状况)SO2。
(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于1×10-6 mol·L-1),需调节溶液pH范围为________。
(3)如图可以看出,从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体,需控制的结晶温度范围为________________________。
(4)准确称取0.171 0 g MnSO4·H2O样品置于锥形瓶中加入适量H3PO4和NH4NO3溶液,加热使Mn2+全部氧化成Mn3+,用c(Fe2+)=0.050 0 mol·L-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+),消耗Fe2+溶液20.00 mL。计算MnSO4·H2O样品的纯度(请给出计算
过程)。
【回答】
【详细分析】(1)n(MnO2)==0.2 mol,由题给反应可知,最多氧化0.2 mol SO2,标准状况下其体积为4.48 L。(2)使Al3+完全除去时c(OH-)===1×10-9(mol·L-1),此时溶液pH=5.0,使Fe3+完全除去时c(OH-)==≈1.4×10-11(mol·L-1),此时溶液pH≈3;而pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀,所以调节溶液的pH范围为5.0<pH<7.1。(3)由图可知,要从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体,温度应大于60 ℃,其原因是此时MgSO4·6H2O的溶解度大于MnSO4·H2O的溶解度,有利于MnSO4·H2O晶体析出,MgSO4·6H2O不易析出。
* (1)4.48 (2)5.0<pH<7.1 (3)高于60 ℃
(4)n(Fe2+)=0.050 0 mol·L-1×=1.00×10-3 mol
n(Mn2+)=n(Fe2+)=1.00×10-3 mol
m(MnSO4·H2O)=1.00×10-3 mol×169 g·mol-1=0.169 g
MnSO4·H2O样品的纯度为:×100%=98.8%
知识点:物质的量单元测试
题型:选择题
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