MnO2是重要的化工原料，由軟錳礦（主要成分為MnO2，主要雜質有Al2O3和SiO2）制備MnO2的一種工藝流程如圖：
已知：①金屬離子沉淀的pH
| Fe3+ | Al3+ | Mn2+ | Fe2+ | |
| 開始沉淀時 | 1.5 | 3.4 | 5.8 | 6.3 |
| 完全沉淀時 | 2.8 | 4.7 | 7.8 | 8.3 |
（1）溶出：溶出時，Fe的氧化過程及得到Mn2+的主要途徑如圖所示：
①步驟Ⅱ是從軟錳礦中溶出Mn2+的主要反應，反應的離子方程式是
MnO2+4H++2Fe2+═Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+4H++2Fe2+═Mn2++2Fe3++2H2O
。②若Fe2+全部來自于反應Fe+2H+═Fe2++H2↑，完全溶出Mn2+所需Fe與MnO2的物質的量比值為2。而實際比值（0.9）小于2，原因是
二氧化錳能夠氧化單質鐵為Fe2+
二氧化錳能夠氧化單質鐵為Fe2+
。（2）純化：
①純化時需要加入的試劑有MnO2和NH3?H2O，加入的順序為
A
A
。A.先加入MnO2，后加入NH3?H2O
B.先加入NH3?H2O，后加入MnO2
②加入氨水時，需要調節溶液pH的范圍：
4.7≤pH＜5.8
4.7≤pH＜5.8
。（3）電解：Mn2+純化液經電解得MnO2。生成MnO2的電極反應式是
Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
。（4）已知MnSO4可發生如下反應：MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O。MnSO4和K2S2O8的物質的量相同，改變NaOH的物質的量，測得Mn的轉化率、MnO2的含量（
m
（
M
n
O
2
）
m
（
M
n
O
2
）
+
m
[
M
n
（
OH
）
2
]
根據信息，補充完整制取純凈MnO2的實驗方案：將20mL1.0mol?L-1的MnSO4溶液和20mL1.0mol?L-1的K2S2O8溶液混合，
加入NaOH，調節=4.5，發生反應MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O，過濾、洗滌、干燥
n
（
N
a
OH
）
n
（
M
n
S
O
4
）
加入NaOH，調節=4.5，發生反應MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O，過濾、洗滌、干燥
，得到純凈的MnO2。（實驗中可使用的試劑是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；二氧化錳能夠氧化單質鐵為Fe2+；A；4.7≤pH＜5.8；Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；加入NaOH，調節=4.5，發生反應MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O，過濾、洗滌、干燥
n
（
N
a
OH
）
n
（
M
n
S
O
4
）
【解答】
【點評】
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發布：2024/6/27 10:35:59組卷：9引用：2難度：0.4
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3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）根據下表數據：
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+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定，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應不低于（用含a、b的表達式表示）．發布：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硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3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）根據下表數據：
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+已經除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應方程式是．
（6）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定，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應不低于（用含a、b的表達式表示）．發布：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硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3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）根據下表數據：
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+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則A的操作是．發布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5