Question

MnSO₄?H₂O在工業、農業等方面有廣泛的應用．
（一）制備：工業上用化工廠尾氣中低濃度SO₂還原MnO₂礦制備MnSO₄?H₂O過程如下：

已知：常溫時部分硫化物難溶鹽的Ksp：CuS--6.3×10^-36、PbS--1.0×10^-28、NiS--2.0×10^-26、
MnS--2.5×10^-10，請回答下列問題：
（1）生產中MnO₂礦粉碎的目的是

 

．
（2）除鐵發生的離子反應方程式為

 

．
（3）除重金屬離子后，若混合溶液中Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的濃度均為1.0×10^-5mol/L，則c（S^2-）_最大=

 

mol/L．
（二）：性質-熱穩定性：MnSO₄?H₂O在1150℃高溫下分解的產物是Mn₃O₄、含硫化合物、水，在該條件下硫酸錳晶體分解反應的化學方程式是

 

（三）廢水處理：工廠廢水中主要污染為Mn²⁺和Cr⁶⁺，現研究鐵屑用量和pH值對廢水中鉻、錳去除率的影響，（1）取100mL廢水于250mL三角瓶中，調節pH值到規定值，分別加入不同量的廢鐵屑．得到鐵屑用量對鉻和錳去除率的影響如下圖1所示．則在pH一定時，廢水中鐵屑用量為

 

時錳、鉻去除率最好
（2）取100mL廢水于250mL三角瓶中，加入規定量的鐵粉，調成不同的pH值．得到pH值對鉻和錳去除率的影響如下圖2所示．則在鐵屑用量一定時，廢水pH=

 

時錳、鉻去除率最好

Answer 1

分析：（一）（1）反應物的接觸面積越大反應速率越大．  
（2）溶液中溶解度大的物質向溶解度小的物質轉化，在水溶液里，鐵離子和碳酸鈣反應生成氫氧化鐵．
（3）當溶液中溶度積最小的物質恰好飽和時硫離子的濃度才最大．
（二）根據化學反應中得失電子相等及原子守恒確定反應方程式．
（三）根據圖片知，當兩種離子的去除率都較大時所對應的PH值和百分量即是．

解答：解：（一）（1）生產中MnO₂礦粉碎增大了反應物的接觸面積，加快了化學反應速率．
故答案為：增大反應物接觸面積，加快反應速率．
（2）溶液中溶解度大的物質向溶解度小的物質轉化，碳酸鈣的溶度積大于氫氧化鐵的溶度積，所以在水溶液里，鐵離子和碳酸鈣反應生成氫氧化鐵，離子方程式為2Fe³⁺+3H₂O+3CaCO₃=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑+3Ca²⁺．
故答案為：2Fe³⁺+3H₂O+3CaCO₃=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑+3Ca²⁺．
（3）當溶液中溶度積最小的物質恰好飽和時硫離子的濃度才最大，溶度積最小的是CuS--6.3×10^-36，當溶液中Cu²⁺為1.0×10^-5mol/L，則c（S^2-）_最大=

6.3×10-36

1×10-5

mol/L=6.3×10^-31 mol/L．
故答案為：6.3×10^-31．
（二）MnSO₄?H₂O在1150℃高溫下分解的產物是Mn₃O₄、含硫化合物、水，生成Mn₃O₄錳元素失電子，生成二氧化硫是得電子，根據氧化還原反應中得失電子數相等結合原子守恒得出反應方程式為3MnSO₄?H₂O

高溫  .

Mn₃O₄+SO₂↑+2SO₃↑+3H₂O 
．
故答案為：3MnSO₄?H₂O

高溫  .

Mn₃O₄+SO₂↑+2SO₃↑+3H₂O． 
（三）根據圖1知，當鐵用量逐漸增大時，離子的去除率先增大后減小，當廢水中鐵屑用量為15%時錳、鉻去除率最好．
根據圖2知，當溶液的PH值逐漸增大時，錳離子的去除率先減小后增大，鉻的去除率先增大后減小，當PH=4時錳、鉻去除率最好．
故答案為：15%； 4．

點評：本題考查了元素化合物的性質、離子方程式和化學反應方程式的書寫、圖片分析等知識點，難度不大，易錯題是（-）中的（3），明確當連溶度積最小的都不產生沉淀時，硫離子的濃度才最大，這樣才能作出正確解答．