Question

【題目】高純MnCO3是廣泛用于電子行業(yè)的強(qiáng)磁性材料。MnCO3為白色粉末,不溶于水和乙醇(沸點(diǎn)78.5 ℃),在潮濕環(huán)境下易被氧化，溫度高于100 ℃開始分解。

I.實(shí)驗(yàn)室以MnO2為原料制備MnCO3

（1）制備MnSO4溶液:

①主要反應(yīng)裝置如圖所示,緩緩?fù)ㄈ虢?jīng)N2稀釋的SO2氣體，發(fā)生反應(yīng)H2SO3 + MnO2=MnSO4+H2O。下列措施中，目的是加快化學(xué)反應(yīng)速率的是________(填字母代號(hào))。

A. MnO2加入前先研磨 B.攪拌 C.提高混合氣中N2比例

②已知實(shí)驗(yàn)室制取SO2的原理是Na2SO3 +2H2SO4(濃)=2NaHSO4+SO2↑+H2O。選擇下圖所示部分裝置與上圖裝置相連制備MnSO4溶液,應(yīng)選擇的裝置的接口順序?yàn)?/span>_________(用箭頭連接字母代號(hào)表示)。

③若用空氣代替N2進(jìn)行實(shí)驗(yàn),缺點(diǎn)是_______________。( 酸性環(huán)境下Mn2+不易被氧化)

（2）制備MnCO3固體:

實(shí)驗(yàn)步驟:

①向MnSO4溶液中邊攪拌邊加入飽和NH4HCO3溶液生成MnCO3沉淀，反應(yīng)結(jié)束后過濾;

②...;.

③在70～80℃下烘干得到純凈干燥的MnCO3固體。

步驟②為__________,需要用到的試劑有_____________、_______、________。

II.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

（3）利用沉淀轉(zhuǎn)化的方法證明Ksp(MnCO3)＜Ksp(NiCO3):__________________(已知NiCO3為難溶于水的淺綠色固體)。

（4）證明H2SO4的第二步電離不完全:_____________。[查閱資料表明K2(H2SO4)=1.1×10-2]

Answer 1

【答案】AB 空氣中的O2能氧化H2SO3，使SO2利用率下降 洗滌 水 鹽酸酸化的BaCl2溶液 乙醇 向NiSO4溶液中滴加幾滴Na2CO3溶液，生成淺綠色沉淀，再滴加MnSO4溶液，沉淀變成白色 用pH計(jì)測(cè)量硫酸鈉溶液的pH大于7

【解析】

（1）①A. MnO2加入前先研磨，增大接觸面積，能加快反應(yīng)速率，故選A；

B.攪拌能加快反應(yīng)速率，故選B；

C.提高混合氣中N2比例，降低二氧化硫的濃度，反應(yīng)速率減小，故不選C；

選AB；

②反應(yīng)不需要加熱制備二氧化硫，氮?dú)馀c二氧化硫先充分混合，再在三口燒瓶中反應(yīng)生成MnSO4，利用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣處理，防止尾氣中二氧化硫污染空氣，應(yīng)選擇的裝置的接口順序?yàn)?/span>；

③制備原理為：H2SO3+MnO2＝MnSO4+H2O，若用空氣代替N2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，氧氣能與亞硫酸反應(yīng)生成硫酸，二氧化硫利用率降低；

（2）步驟②為洗滌沉淀，用鹽酸酸化的BaCl2溶液檢驗(yàn)硫酸根離子是否洗凈；MnCO3為白色粉末，不溶于水和乙醇，在潮濕環(huán)境下易被氧化，應(yīng)用酒精洗滌，可以防止被氧化，需要的試劑有鹽酸酸化的BaCl2溶液、乙醇；

（3）向NiSO4溶液中滴加幾滴Na2CO3溶液，生成淺綠色沉淀，再滴加MnSO4溶液，沉淀變成白色，即說明Ksp(MnCO3)＜Ksp(NiCO3)；

（4）根據(jù)鹽類水解規(guī)律可知可用pH計(jì)測(cè)量硫酸鈉溶液的pH大于7，能說明H2SO4的第二步電離不完全。