MnO2是重要的化工原料，由软锰矿（主要成分为MnO2，主要杂质有Al2O3和SiO2）制备MnO2的一种工艺流程如图：
已知：①金属离子沉淀的pH
| Fe3+ | Al3+ | Mn2+ | Fe2+ | |
| 开始沉淀时 | 1.5 | 3.4 | 5.8 | 6.3 |
| 完全沉淀时 | 2.8 | 4.7 | 7.8 | 8.3 |
（1）溶出：溶出时，Fe的氧化过程及得到Mn2+的主要途径如图所示：
①步骤Ⅱ是从软锰矿中溶出Mn2+的主要反应，反应的离子方程式是
MnO2+4H++2Fe2+═Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+4H++2Fe2+═Mn2++2Fe3++2H2O
。②若Fe2+全部来自于反应Fe+2H+═Fe2++H2↑，完全溶出Mn2+所需Fe与MnO2的物质的量比值为2。而实际比值（0.9）小于2，原因是
二氧化锰能够氧化单质铁为Fe2+
二氧化锰能够氧化单质铁为Fe2+
。（2）纯化：
①纯化时需要加入的试剂有MnO2和NH3⋅H2O，加入的顺序为
A
A
。A.先加入MnO2，后加入NH3⋅H2O
B.先加入NH3⋅H2O，后加入MnO2
②加入氨水时，需要调节溶液pH的范围：
4.7≤pH＜5.8
4.7≤pH＜5.8
。（3）电解：Mn2+纯化液经电解得MnO2。生成MnO2的电极反应式是
Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
。（4）已知MnSO4可发生如下反应：MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O。MnSO4和K2S2O8的物质的量相同，改变NaOH的物质的量，测得Mn的转化率、MnO2的含量（
m
（
M
n
O
2
）
m
（
M
n
O
2
）
+
m
[
M
n
（
OH
）
2
]
根据信息，补充完整制取纯净MnO2的实验方案：将20mL1.0mol⋅L-1的MnSO4溶液和20mL1.0mol⋅L-1的K2S2O8溶液混合，
加入NaOH，调节=4.5，发生反应MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O，过滤、洗涤、干燥
n
（
N
a
OH
）
n
（
M
n
S
O
4
）
加入NaOH，调节=4.5，发生反应MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O，过滤、洗涤、干燥
，得到纯净的MnO2。（实验中可使用的试剂是1.0mol⋅L-1NaOH溶液、1.0mol⋅L-1H2SO4溶液、1.0mol⋅L-1BaCl2溶液）n
（
N
a
OH
）
n
（
M
n
S
O
4
）
【答案】MnO2+4H++2Fe2+═Mn2++2Fe3++2H2O；二氧化锰能够氧化单质铁为Fe2+；A；4.7≤pH＜5.8；Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；加入NaOH，调节=4.5，发生反应MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O，过滤、洗涤、干燥
n
（
N
a
OH
）
n
（
M
n
S
O
4
）
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：9引用：2难度：0.4
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1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，检验
Fe3+已经除尽的试剂是．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则操作B是．
（5）煅烧A的反应方程式是．
（6）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
3．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.5
