软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质，工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如下：
已知①部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表
②温度高于27℃时，MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
（1）“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为 。
（2）第1步除杂中加入H2O2的目的是 。
（3）第1步除杂中形成滤渣l的主要成分为 （填化学式），调pH至5-6所加的试剂，可选择（填以下试剂的序号字母）；
a．CaO b．MgO c．Al2O3 d．氨水
（4）第2步除杂主要是将Ca2+、Mg2+转化为相应氟化物沉淀除去，写出MnF2除去Mg2+的离子反应方程式 ，该反应的平衡常数数值为 。
（已知：MnF2的Ksp(MnF2)= 5.3×10-3；CaF2的Ksp(CaF2)= 1.5×10-10；MgF2的Ksp(MgF2)=7.4×10-11）
（5）采用“趁热过滤”操作的原因是 。
（6）取少量MnSO4·H2O溶于水，配成溶液，测其pH发现该溶液显酸性，原因是 （用离子方程式表示），该溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为 。
已知FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应，某小组同学对该反应进行实验探究。
（1）甲同学首先进行了实验1。
| 实验 1 |
实验步骤 |
实验现象 |
| ⅰ．取2 mL 1 mol·L-1 KI溶液， 滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴（1滴约为0.05 mL，下同）。 |
ⅰ．溶液呈棕黄色。 |
|
| ⅱ．向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 |
ⅱ．溶液不显红色。 |
①写出FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程式 。
②加入KSCN溶液的目的是 。
③甲同学认为溶液不显红色的原因是反应体系中c(Fe3+)太低，故改进实验方案，进行了实验2。
| 实验 2 |
实验步骤 |
实验现象 |
| ⅰ．取2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液， 滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴。 |
ⅰ．溶液呈棕黄色。 |
|
| ⅱ．向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 |
ⅱ．溶液显红色。 |
|
| ⅲ．继续加入2 mL CCl4，充分振荡、静置。 |
ⅲ．液体分层，上层红色消失，变为棕黄色，下层呈紫红色。 |
本实验改用0.1 mol·L-1 KI溶液的目的是 。用化学平衡原理解释实验2中加入CCl4后上层溶液红色消失的原因： 。
（2）甲同学认为“用CCl4萃取后上层溶液仍为棕黄色”的原因是I2未被充分萃取，但乙同学查阅资料得到信息：I2、I3－在水中均呈棕黄色，两者有如下关系：I2＋I－
I3－。于是提出假设：萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在I3－。
①为验证假设，乙同学设计并完成了实验3。
| 实验3 |
实验步骤 |
实验现象 |
| ⅰ．取1 mL实验2中棕黄色的上层清液，再加入2 mL CCl4， 振荡、静置。 |
ⅰ．液体分层，上层呈黄色，下层呈紫红色。 |
|
| ⅱ．取1 mL饱和碘水，加入2 mL CCl4， 振荡、静置。 |
ⅱ．液体分层，上层为无色，下层呈紫红色。 |
实验3的结论是 。
②甲同学依据乙同学的实验设计思路，选用实验2中的试剂，运用控制变量的方法设计了更加严谨的实验，证明了平衡I2＋I－ I3－的存在。
请你补充完整他设计的实验步骤：将实验2中下层紫红色溶液平均分成两份，分装于两支试管中，向试管1中加入1 mL水，振荡、静置；向试管2中 。
两支试管中的现象分别为 。
硼泥主要由MgO和SiO2组成，含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等杂质。用硼泥生产氢氧化镁的工艺流程如下图所示：
已知某些氢氧化物沉淀的pH如下表所示：
| 氢氧化物 |
开始沉淀时的pH |
完全沉淀时的pH |
| Mg(OH)2 |
9.3 |
10.8 |
| Fe(OH)2 |
7.6 |
9.6 |
| Fe(OH)3 Al(OH)3 |
2.7 3.7 |
3.7 4.7 |
（1）MgO的电子式为 。
（2）滤渣2的主要成分是 ，向滤渣2中继续加入过量的NaOH溶液，发生反应的离子方程式为 。
（3）加入NaOH调节溶液pH=12.0时，发生反应的离子方程式为 。
（4）利用Mg(OH)2与含SO2的烟气反应生成MgSO4，可以使烟气脱硫，该反应的化学方程式为 。
（5）若取a吨硼泥为原料，最后得到b吨Mg(OH)2产品（假设生产过程中镁元素无损失），则硼泥中MgO的质量分数为 （用含有a、b的代数式表示）。
(16分)某实验小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱，并进行以下探究：
（1）检验纯碱样品中是否混有NaHCO3，请选择下列装置设计实验，并完成下表：
| 选择的装置 (填编号) |
实验现象 |
实验结论 |
| |
|
样品含 NaHCO3 |
（2）测定该纯碱样品的纯度：称取m1g样品，置于小烧杯中，加水溶解，滴加足量CaCl2溶液。将反应混和物过滤、 (填操作)、干燥、称量为m2g。该纯碱样品的纯度为 。
（3）该小组同学在0.1 mol/L NaHCO3溶液中滴加酚酞溶液1滴，溶液没有什么变化，但加热后显淡红色，加热较长时间后冷却，红色不褪去。为探究原因，进行了下列实验：
实验1: 加热0.1 mol/L NaHCO3溶液，测得溶液pH变化如下表
| 温度(℃) |
10 |
20 |
30 |
50 |
70 |
80 |
100 |
| pH |
8.3 |
8.4 |
8.5 |
8.9 |
9.4 |
9.6 |
10.1 |
但当温度恢复到10 ℃，测得溶液pH=9.8。
实验2：加热0.1 mol/L NaHCO3溶液，将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。
①用离子方程式表示0.1 mol/L NaHCO3溶液中存在的平衡(除水电离平衡外) 、
________________。这两个平衡以__________为主。
②结合实验1、2分析，加热0.1 mol/L NaHCO3溶液，pH增大的原因可能是_____________(答一条)。
(16分)某工业废玻璃粉末含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等。某课题小组设计如下工艺流程对资源进行回收，得到Ce(OH)4和硫酸铁铵矾。
已知：CeO2不溶于稀硫酸；酸性条件下，Ce3＋易水解，Ce4＋有较强氧化性。
（1）硫酸铁铵矾可净水，其原理是(写离子方程式) 。
（2）滤液A的主要成分 (填写化学式)。
（3）反应①的离子方程式是 。
（4）反应②的化学反应方程式是 。
（5）已知制硫酸铁铵矾晶体［Fe2(SO4) 3·(NH4) 2SO4·24H2O，式量964］的产率为80%，若加入13.2g(NH4) 2SO4(式量132)，可制得晶体的质量是 。
（6）化合物HT可作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，过程表示为：
Ce2(SO4)3 (水层)＋ 6HT(有机层)
2CeT3 (有机层)＋3H2SO4(水层)
分液得到CeT3 (有机层)，再加入H2SO4 获得较纯的含Ce3＋的水溶液。可选择硫酸作反萃取剂的原因是：
(从平衡移动角度回答)。
(15分)高锰酸钾[KMnO4]是常用的氧化剂。工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备高锰酸钾晶体。中间产物为锰酸钾[K2MnO4]。下图是实验室模拟制备的操作流程：
相关资料：
①物质溶解度
| 物质 |
KMnO4 |
K2CO3 |
KHCO3网] |
K2SO4 |
CH3COOK |
| 20℃溶解度 |
6.4 |
111 |
33.7 |
11.1 |
217 |
②锰酸钾[K2MnO4]
外观性状：墨绿色结晶。其水溶液呈深绿色，这是锰酸根(MnO42—)的特征颜色。
化学性质：在强碱性溶液中稳定，在酸性、中性和弱碱性环境下，MnO42—会发生歧化反应。
试回答下列问题：
（1）煅烧软锰矿和KOH固体时，不采用石英坩埚而选用铁坩埚的理由是______________；
实验中用铁坩埚煅烧暴露在空气中的固体混合物发生反应的化学方程式为_______。
（2）实验时，若CO2过量会生成KHCO3，导致得到的KMnO4产品的纯度降低。请写出实验中通入适量CO2时体系中可能发生反应离子方程式 ： ；
其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂的质量比为_________________________。
（3）由于CO2的通人量很难控制，因此对上述实验方案进行了改进，即把实验中通CO2改为加其他的酸。从理论上分析，选用下列酸中________ ，得到的产品纯度更高。
A．醋酸 B．浓盐酸 C．稀硫酸
（4）工业上一般采用惰性电极电解锰酸钾溶液制取高锰酸钾，试写出该电解反应的化学方程为_________；
传统工艺采用无膜电解法由于副反应发生，Mn元素利用率和电流效率都会偏低。有同学联想到离子交换膜法电解饱和食盐水提出改进方法：可用阳离子交换膜分隔两极区进行电解(如图)。
图中A口加入的溶液最好为__________。
使用阳离子交换膜可以提高Mn元素利用率的原因为_______________。
粤公网安备 44130202000953号