高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用，湿法浸出软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Fe、Al等杂质元素）制备高纯碳酸锰的实验过程如图．
（1）“浸出”时，硫酸的作用是催化植物粉水解生成还原性糖。当硫酸浓度过高时，锰元素浸出率下降，其可能的原因是 浓硫酸具有强氧化性，与还原性糖发生氧化还原反应导致锰元素浸出率下降浓硫酸具有强氧化性，与还原性糖发生氧化还原反应导致锰元素浸出率下降．
（2）“除杂”时主要操作为加入一定量的双氧水，调节浸出液的pH为3.5～5.5，过滤。该过程中双氧水实际用量比理论值大的原因是 酸性溶液中二氧化锰氧化过氧化氢为氧气，本身被还原为锰离子酸性溶液中二氧化锰氧化过氧化氢为氧气，本身被还原为锰离子．
（3）“沉淀”：在30℃～35℃下，将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中，控制反应液的最终pH在6.5～7.0，得到MnCO3沉淀。该反应的化学方程式为 MnSO4+2NH4HCO3 30℃-35℃ MnCO3+（NH4）2SO4+CO2↑+H2OMnSO4+2NH4HCO3 30℃-35℃ MnCO3+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O；生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是 取最后一次的洗涤滤液1～2mL于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净取最后一次的洗涤滤液1～2mL于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净．
（4）Mn3O4是黑色不溶于水的固体，常用于生产计算机的磁芯、磁盘等。已知：反应温度和溶液pH对Mn3O4的纯度和产率影响分别如图-1、图-2所示。请设计以硫酸锰净化液为原料制备Mn3O4的实验方案：将滤液X水浴加热并保持50℃，用氨水调节溶液pH并维持在8.5左右，在不断搅拌下，边通空气边加氨水，直至有大量黑色沉淀生成时，静置，在上层清液中继续滴加氨水不再有沉淀生成，过滤，洗涤沉淀2～3次直至洗涤液检验不出Cl-将滤液X水浴加热并保持50℃，用氨水调节溶液pH并维持在8.5左右，在不断搅拌下，边通空气边加氨水，直至有大量黑色沉淀生成时，静置，在上层清液中继续滴加氨水不再有沉淀生成，过滤，洗涤沉淀2～3次直至洗涤液检验不出Cl-，真空干燥4小时得产品Mn3O4。（实验中须使用的试剂：氨水、空气）
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【考点】制备实验方案的设计．
【答案】浓硫酸具有强氧化性，与还原性糖发生氧化还原反应导致锰元素浸出率下降；酸性溶液中二氧化锰氧化过氧化氢为氧气，本身被还原为锰离子；MnSO4+2NH4HCO3 MnCO3+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O；取最后一次的洗涤滤液1～2mL于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净；将滤液X水浴加热并保持50℃，用氨水调节溶液pH并维持在8.5左右，在不断搅拌下，边通空气边加氨水，直至有大量黑色沉淀生成时，静置，在上层清液中继续滴加氨水不再有沉淀生成，过滤，洗涤沉淀2～3次直至洗涤液检验不出Cl-
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【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：15引用：2难度：0.6
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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
