Question

【題目】硫酸錳銨晶體可用作織物和木材加工的防火劑等。由二氧化錳等作原料制取硫酸錳銨晶體步驟如下：

（1）實驗前，需稱量MnO2的質(zhì)量，這是因為____________________________。

（2） “制取MnSO4”時，可用C6H12O6(葡萄糖)、H2C2O4(草酸)等物質(zhì)作還原劑。

①用C6H12O6作還原劑(被氧化為CO2)時，發(fā)生反應(yīng)的n(MnO2)/n(C6H12O6)＝________。　

②用H2C2O4作還原劑，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。

（3）一種測定硫酸錳銨晶體[設(shè)為： (NH4)xMny(SO4)z·wH2O]組成的方法如下：

①稱取一定量的硫酸錳銨晶體配成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，搖勻、靜置5 min[4NH ＋6HCHO===3H＋＋6H2O＋(CH2)6N4H＋，滴定時，1 mol(CH2)6N4H＋與1 mol H＋相當(dāng)]，加入1～2滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L－1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(在該過程中Mn2＋不沉淀)，消耗NaOH溶液22.00 mL。

④取一定量樣品在空氣中加熱，樣品的固體殘留率(固體樣品的剩余質(zhì)量/固體樣品的起始質(zhì)量×100%)隨溫度的變化如右圖所示(樣品在371 ℃時已完全失去結(jié)晶水)。根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)計算確定硫酸錳銨晶體的化學(xué)式(寫出計算過程)。__________________

Answer 1

【答案】 確定制備硫酸錳銨時應(yīng)加入硫酸、還原劑及(NH4)2SO4的質(zhì)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，化學(xué)式為(NH4)2Mn(SO4)2·wH2O，＝69.2%　w＝7，化學(xué)式為(NH4)2Mn(SO4)2·7H2O

【解析】(1)實驗前需要稱量MnO2的質(zhì)量，以確定應(yīng)加入硫酸、還原劑及(NH4)2SO4的質(zhì)量；

(2) ①用C6H12O6作還原劑(被氧化為CO2)時，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可推出，Mn降低2價，C升高6×4價，所以發(fā)生反應(yīng)的n(MnO2)/n(C6H12O6)=12；②用H2C2O4作還原劑時，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+H2C2O4+H2SO4=MnSO4+2CO2↑+2H2O

(3)根據(jù)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，由電荷守恒可得n(Mn2+)= [2n(SO42-)- n(NH4+)]=1.100×10-3mol，所以x：y：z =2：1：2，設(shè)該物質(zhì)的化學(xué)式為(NH4)2Mn(SO4)2·wH2O，則由圖象可得 = 69.2% w=7，化學(xué)式為(NH4)2Mn(SO4)2·7H2O。