Question

硫酸锰铵晶体可用作织物和木材加工的防火剂等。由二氧化锰等作原料制取硫酸锰铵晶体步骤如下：

（1）实验前，需称量MnO₂的质量，这是因为____________________________。

（2） “制取MnSO₄”时，可用C₆H₁₂O₆(葡萄糖)、H₂C₂O₄(草酸)等物质作还原剂。

①用C₆H₁₂O₆作还原剂(被氧化为CO₂)时，发生反应的n(MnO₂)/n(C₆H₁₂O₆)＝________。　

②用H₂C₂O₄作还原剂，发生反应的化学方程式为____________________________。

（3）一种测定硫酸锰铵晶体[设为： (NH₄)_xMn_y(SO₄)_z·wH₂O]组成的方法如下：

①称取一定量的硫酸锰铵晶体配成250 mL溶液A。

②取25.00 mL溶液A加入足量的BaCl₂溶液得BaSO₄ 0.512 6 g。

③另取25.00 mL溶液A加入10 mL 20%的中性甲醛溶液，摇匀、静置5 min[4NH ＋6HCHO===3H^＋＋6H₂O＋(CH₂)₆N₄H^＋，滴定时，1 mol(CH₂)₆N₄H^＋与1 mol H^＋相当]，加入1～2滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L^－1 NaOH标准溶液滴定至终点(在该过程中Mn^2＋不沉淀)，消耗NaOH溶液22.00 mL。

④取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率(固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量×100%)随温度的变化如右图所示(样品在371 ℃时已完全失去结晶水)。根据以上实验数据计算确定硫酸锰铵晶体的化学式(写出计算过程)。__________________

Answer

确定制备硫酸锰铵时应加入硫酸、还原剂及(NH4)2SO4的质量 12 MnO2 ＋H2C2O4＋H2SO4===MnSO4＋2CO2↑＋2H2O n(SO) ＝n(BaSO4) ＝＝2.200×10－3 mol，NH) ＝n(NaOH)＝0.100 0 mol·L－1×22.00 mL×10－3 L·mL－1＝2.200×10－3 mol，(Mn2＋)＝ [2 n(SO)－n(NH)]＝1.100×10－3 mol，x∶y∶z＝2∶1∶2，化学式为(NH4)2Mn(SO4)2·wH2O，＝69.2% w＝7，化学式为(NH4)2Mn(SO4)2·7H2O

【解析】(1)实验前需要称量MnO2的质量，以确定应加入硫酸、还原剂及(NH4)2SO4的质量；

(2) ①用C6H12O6作还原剂(被氧化为CO2)时，根据电子转移守恒可推出，Mn降低2价，C升高6×4价，所以发生反应的n(MnO2)/n(C6H12O6)=12；②用H2C2O4作还原剂时，反应的化学方程式为MnO2+H2C2O4+H2SO4=MnSO4+2CO2↑+2H2O

(3)根据BaSO40.5126g可得n(SO42-)=n(BaSO4)= =2.200×10-3mol，n(NH4+)= n(NaOH) = 0.1000mol·L-1×22.00mL×10-3L·mL-1=2.200×10-3mol，由电荷守恒可得n(Mn2+)= [2n(SO42-)- n(NH4+)]=1.100×10-3mol，所以x：y：z =2：1：2，设该物质的化学式为(NH4)2Mn(SO4)2·wH2O，则由图象可得 = 69.2% w=7，化学式为(NH4)2Mn(SO4)2·7H2O。