高純碳酸錳在電子工業(yè)中有重要的應用，濕法浸出軟錳礦（主要成分為MnO2，含少量Fe、Al等雜質元素）制備高純碳酸錳的實驗過程如圖．
（1）“浸出”時，硫酸的作用是催化植物粉水解生成還原性糖。當硫酸濃度過高時，錳元素浸出率下降，其可能的原因是 濃硫酸具有強氧化性，與還原性糖發(fā)生氧化還原反應導致錳元素浸出率下降濃硫酸具有強氧化性，與還原性糖發(fā)生氧化還原反應導致錳元素浸出率下降．
（2）“除雜”時主要操作為加入一定量的雙氧水，調節(jié)浸出液的pH為3.5～5.5，過濾。該過程中雙氧水實際用量比理論值大的原因是 酸性溶液中二氧化錳氧化過氧化氫為氧氣，本身被還原為錳離子酸性溶液中二氧化錳氧化過氧化氫為氧氣，本身被還原為錳離子．
（3）“沉淀”：在30℃～35℃下，將碳酸氫銨溶液滴加到硫酸錳凈化液中，控制反應液的最終pH在6.5～7.0，得到MnCO3沉淀。該反應的化學方程式為 MnSO4+2NH4HCO3 30℃-35℃ MnCO3+（NH4）2SO4+CO2↑+H2OMnSO4+2NH4HCO3 30℃-35℃ MnCO3+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O；生成的MnCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗洗滌是否完全的方法是 取最后一次的洗滌濾液1～2mL于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈取最后一次的洗滌濾液1～2mL于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈．
（4）Mn3O4是黑色不溶于水的固體，常用于生產(chǎn)計算機的磁芯、磁盤等。已知：反應溫度和溶液pH對Mn3O4的純度和產(chǎn)率影響分別如圖-1、圖-2所示。請設計以硫酸錳凈化液為原料制備Mn3O4的實驗方案：將濾液X水浴加熱并保持50℃，用氨水調節(jié)溶液pH并維持在8.5左右，在不斷攪拌下，邊通空氣邊加氨水，直至有大量黑色沉淀生成時，靜置，在上層清液中繼續(xù)滴加氨水不再有沉淀生成，過濾，洗滌沉淀2～3次直至洗滌液檢驗不出Cl-將濾液X水浴加熱并保持50℃，用氨水調節(jié)溶液pH并維持在8.5左右，在不斷攪拌下，邊通空氣邊加氨水，直至有大量黑色沉淀生成時，靜置，在上層清液中繼續(xù)滴加氨水不再有沉淀生成，過濾，洗滌沉淀2～3次直至洗滌液檢驗不出Cl-，真空干燥4小時得產(chǎn)品Mn3O4。（實驗中須使用的試劑：氨水、空氣）
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【考點】制備實驗方案的設計．
【答案】濃硫酸具有強氧化性，與還原性糖發(fā)生氧化還原反應導致錳元素浸出率下降；酸性溶液中二氧化錳氧化過氧化氫為氧氣，本身被還原為錳離子；MnSO4+2NH4HCO3 MnCO3+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O；取最后一次的洗滌濾液1～2mL于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈；將濾液X水浴加熱并保持50℃，用氨水調節(jié)溶液pH并維持在8.5左右，在不斷攪拌下，邊通空氣邊加氨水，直至有大量黑色沉淀生成時，靜置，在上層清液中繼續(xù)滴加氨水不再有沉淀生成，過濾，洗滌沉淀2～3次直至洗滌液檢驗不出Cl-
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【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：15引用：2難度：0.6
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質量分數(shù)應不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質量分數(shù)應不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5