Question

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）纯度为75%的软锰矿17.40g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⁺（使其浓度小于1×10^-6mol•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，需控制结晶温度范围为                  ．

（4）准确称取0.1800gMnSO₄•H₂O样品置于锥形瓶中，加入适量H₂PO₄和NH₄NO₃溶液，加热使Mn²⁺全部氧化成Mn³⁺，用c（Fe²⁺）=0.0500mol•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20.00mL．计算MnSO₄•H₂O样品的纯度为          %（结果保留两位有效数字）

（5）实验室可由软锰矿(主要成分为MnO₂)制备KMnO₄，方法如下：高温下使软锰矿与过量KOH(s)和KClO₃(s)反应，生成K₂MnO₄(锰酸钾)和KCl；用水溶解，滤去残渣；酸化滤液，K₂MnO₄转化为MnO₂和KMnO₄；再滤去沉淀MnO₂，浓缩结晶得到KMnO₄晶体。用软锰矿制备K₂MnO₄的化学方程式是:                    。

（6）取300mL 0.2mol/L的KI溶液与一定量的酸性KMnO₄溶液恰好反应，生成等物质的量的I₂和KIO₃，则消耗KMnO₄的物质的量的是        mol。

Answer

（1）3.36（2） 5.0＜pH＜7.1；（3）高于60℃（4）94；

（5）KClO3＋3MnO2＋6KOH 3K2MnO4＋KCl＋3H2O（6）0.032

【解析】

试题分析：（1）根据MnO2+SO2=MnSO4可知，二氧化硫的物质的量=二氧化锰的物质的量为17.4×75%/87=0.15摩尔，则体积为0.15×22.4=3.36L。（2） pH=7.1时氢氧化锰开始沉淀，室温下，除去硫酸锰溶液中的铁离子和铝离子，氢氧化铝完全变成沉淀时的pH：Ksp[Al（OH）3]=1×10﹣33，铝离子浓度为1×10-6mol•L﹣1，则氢氧根离子浓度为10-9mol/L，则pH=5，同理氢氧化铁完全沉淀的pH约为3.5，则pH范围为5.0＜pH＜7.1；（3）从硫酸锰和硫酸镁混合溶液中结晶硫酸锰晶体，根据图上信息，高于60℃以后硫酸锰晶体的溶解度减小，而硫酸镁晶体的溶解度增大，因此空气结晶的温度范围是高于60℃，这样可以得到纯净的硫酸锰的晶体。（4）根据英汉互译中得失电子守恒，锰离子的物质的量与亚铁离子的物质的量相同，为0.05×0.02=0.001摩尔，则硫酸锰晶体的质量为0.001×169=0.169克，则纯度为0.169/0.1800=94%；

（5）根据题意分析，二氧化锰和氢氧化钾和氯酸钾反应生成锰酸钾和氯化钾，根据电子守恒和原子守恒配平方程式为：KClO3＋3MnO2＋6KOH 3K2MnO4＋KCl＋3H2O。（6）碘化钾的物质的量为0.2×0.3=0.06摩尔，则生成等物质的量碘单质和碘酸钾，则碘单质和碘酸钾的物质的量为0.02摩尔，则转移电子为0.02×2+0.02×6=0.16摩尔，高锰酸钾中锰元素变化5价，则高锰酸钾的物质的量为0.16/5=0.032摩尔。

考点：化学方程式的计算，氧化还原反应的计算，难溶电解质的溶解平衡