【科目】化学
10. 以某菱锰矿（含MnCO3、SiO2、FeCO3和少量Al2O3等）为原料通过以下方法可获得碳酸锰粗产品。（已知：Ksp(MnCO3) = 2.2×10−11，Ksp[Mn(OH)2] = 1.9×10−13，Ksp[Al(OH)3] = 1.3×10−33）
滤渣1中，含铁元素的物质主要是 （填化学式，下同）；加NaOH调节溶液的pH约为5，如果pH过大，可能导致滤渣1中 含量减少。
11.滤液2中，+1价阳离子除了H+外还有 （填离子符号）。
12.取“沉锰”前溶液a mL于锥形瓶中，加入少量AgNO3溶液（作催化剂）和过量的1.5%(NH4)2S2O8溶液，加热，Mn2+被氧化为MnO4−，反应一段时间后再煮沸5min[除去过量的(NH4)2S2O8]，冷却至室温。选用适宜的指示剂，用b mol·L−1 的(NH4)2Fe(SO4)标准溶液滴定至终点，消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液V mL。
① Mn2+与(NH4)2S2O8反应的还原产物为 （填化学式）。
② “沉锰”前溶液中c(Mn2+) = mol·L−1（列出表达式）。
13.其他条件不变，“沉锰”过程中锰元素回收率与NH4HCO3初始浓度（c0）、反应时间的关系如下图所示。
NH4HCO3初始浓度越大，锰元素回收率越 （填“高”或“低”），简述原因 。
14. 若溶液中c(Mn2+) = 1.0 mol·L−1，加入等体积1.8 mol·L−1 NH4HCO3溶液进行反应，计算20 ~ 40 min内v(Mn2+) = 。
考察知识点
- 化学平衡建立的过程
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正确答案
（1）Fe(OH)3 Al(OH)3、SiO2
解析
菱锰矿用稀硫酸溶解，MnCO3、FeCO3、Al2O3都和稀硫酸反应生成硫酸盐，SiO2不反应，酸性条件下，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，MnO2还原生成Mn2+，调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+完全转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，过滤分离，滤渣1为SiO2、Al（OH）3、Fe（OH）3，滤液中存在 MnSO4、硫酸钠等，加入碳酸氢铵得到MnCO3，过滤分离，滤液2中含有硫酸铵、硫酸钠等．滤渣1中，含铁元素的物质主要是Fe（OH）3；加NaOH调节溶液的pH约为5，如果pH过大，可能导致滤渣1中SiO2、Al（OH）3溶解；故答案为：Fe（OH）3；SiO2、Al（OH）3；
考查方向
解题思路
菱锰矿用稀硫酸溶解，MnCO3、FeCO3、Al2O3都和稀硫酸反应生成硫酸盐，SiO2不反应，酸性条件下，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，MnO2还原生成Mn2+，调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+完全转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，过滤分离，滤渣1为SiO2、Al（OH）3、Fe（OH）3，滤液中存在 MnSO4、硫酸钠等，加入碳酸氢铵得到MnCO3，过滤分离，滤液2中含有硫酸铵、硫酸钠等．滤渣1中，含铁元素的物质主要是氢氧化铁；加NaOH调节溶液的pH约为5，如果pH过大，可能导致滤渣1中氢氧化铝、二氧化硅溶解；
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对公式记忆不清,不能熟练应用
正确答案
Na+、NH4+；
解析
菱锰矿用稀硫酸溶解，MnCO3、FeCO3、Al2O3都和稀硫酸反应生成硫酸盐，SiO2不反应，酸性条件下，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，MnO2还原生成Mn2+，调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+完全转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，过滤分离，滤渣1为SiO2、Al（OH）3、Fe（OH）3，滤液中存在 MnSO4、硫酸钠等，加入碳酸氢铵得到MnCO3，过滤分离，滤液2中含有硫酸铵、硫酸钠等．滤液2中含有硫酸铵、硫酸钠等，+1价阳离子除了H+外还有：Na+、NH4+，故答案为：Na+、NH4+；
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解题思路
菱锰矿用稀硫酸溶解，MnCO3、FeCO3、Al2O3都和稀硫酸反应生成硫酸盐，SiO2不反应，酸性条件下，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，MnO2还原生成Mn2+，调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+完全转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，过滤分离，滤渣1为SiO2、Al（OH）3、Fe（OH）3，滤液中存在 MnSO4、硫酸钠等，加入碳酸氢铵得到MnCO3，过滤分离，滤液2中含有硫酸铵、硫酸钠等．
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对公式记忆不清,不能熟练应用
正确答案
① SO42− [或“H2SO4”“Na2SO4”“(NH4)2SO4”] ②
解析
菱锰矿用稀硫酸溶解，MnCO3、FeCO3、Al2O3都和稀硫酸反应生成硫酸盐，SiO2不反应，酸性条件下，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，MnO2还原生成Mn2+，调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+完全转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，过滤分离，滤渣1为SiO2、Al（OH）3、Fe（OH）3，滤液中存在 MnSO4、硫酸钠等，加入碳酸氢铵得到MnCO3，过滤分离，滤液2中含有硫酸铵、硫酸钠等．①Mn2+被氧化，（NH4）2S2O8中S元素还原为SO42-，故答案为：SO42-；②由Mn元素守恒、电子转移守恒，可得关系式：Mn2+～MnO4-～5Fe2+，则n（Mn2+）=1/5n（Fe2+），所以c（Mn
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解题思路
菱锰矿用稀硫酸溶解，MnCO3、FeCO3、Al2O3都和稀硫酸反应生成硫酸盐，SiO2不反应，酸性条件下，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，MnO2还原生成Mn2+，调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+完全转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，过滤分离，滤渣1为SiO2、Al（OH）3、Fe（OH）3，滤液中存在 MnSO4、硫酸钠等，加入碳酸氢铵得到MnCO3，过滤分离，滤液2中含有硫酸铵、硫酸钠等．由Mn元素守恒、电子转移守恒，可得关系式：Mn2+～MnO4-～5Fe2+，结合关系式计算；
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对公式记忆不清,不能熟练应用
正确答案
① 高 ② 根据Ksp=c(CO32−)·c(Mn2+)，c(NH4HCO3)越大，c(CO32-)越大，c(Mn2+)越小，析出的MnCO3越多[或c(NH4HCO3)越大，c(CO32-)越大，使平衡MnCO3(s)
解析
菱锰矿用稀硫酸溶解，MnCO3、FeCO3、Al2O3都和稀硫酸反应生成硫酸盐，SiO2不反应，酸性条件下，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，MnO2还原生成Mn2+，调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+完全转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，过滤分离，滤渣1为SiO2、Al（OH）3、Fe（OH）3，滤液中存在 MnSO4、硫酸钠等，加入碳酸氢铵得到MnCO3，过滤分离，滤液2中含有硫酸铵、硫酸钠等．①由图可知，NH4HCO3初始浓度越大，锰元素回收率越高；NH4HCO3初始浓度越大，溶液中c（CO32-）度越大，根据溶度积Ksp（MnCO3）=c（Mn2+）×c（CO32-）可知溶液c（Mn2+）越小，析出的MnCO3越多，故答案为：高；NH4HCO
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菱锰矿用稀硫酸溶解，MnCO3、FeCO3、Al2O3都和稀硫酸反应生成硫酸盐，SiO2不反应，酸性条件下，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，MnO2还原生成Mn2+，调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+完全转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，过滤分离，滤渣1为SiO2、Al（OH）3、Fe（OH）3，滤液中存在 MnSO4、硫酸钠等，加入碳酸氢铵得到MnCO3，过滤分离，滤液2中含有硫酸铵、硫酸钠等．①由图可知，NH4HCO3初始浓度越大，锰元素回收率越高；NH4HCO3初始浓度越大，溶液中碳酸根离子浓度越大，根据溶度积可知溶液c（Mn2+）越小；
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对公式记忆不清,不能熟练应用
正确答案
7.5×10−3 mol·L−1·min−1
解析
菱锰矿用稀硫酸溶解，MnCO3、FeCO3、Al2O3都和稀硫酸反应生成硫酸盐，SiO2不反应，酸性条件下，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，MnO2还原生成Mn2+，调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+完全转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，过滤分离，滤渣1为SiO2、Al（OH）3、Fe（OH）3，滤液中存在 MnSO4、硫酸钠等，加入碳酸氢铵得到MnCO3，过滤分离，滤液2中含有硫酸铵、硫酸钠等．若溶液中c（Mn2+）=1.0 mol•L-1，加入等体积1.8 mol•L-1NH4HCO3溶液进行反应，混合后NH4HCO3溶液浓度为0.9mol/L，为图象中d曲线，20～40 min内△c（Mn2+）=1mol/L×1/2×（50%-20%）=0.15mol/L，则20～40 min内v（Mn2+）=0.15mol/L/(40−20)min=0.0075mol/（L．min），故答案为：0.0075mol/（L．min）．
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菱锰矿用稀硫酸溶解，MnCO3、FeCO3、Al2O3都和稀硫酸反应生成硫酸盐，SiO2不反应，酸性条件下，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，MnO2还原生成Mn2+，调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+完全转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，过滤分离，滤渣1为SiO2、Al（OH）3、Fe（OH）3，滤液中存在 MnSO4、硫酸钠等，加入碳酸氢铵得到MnCO3，过滤分离，滤液2中含有硫酸铵、硫酸钠等．若溶液中c（Mn2+）=1.0 mol•L-1，加入等体积1.8 mol•L-1NH4HCO3溶液进行反应，混合后NH4HCO3溶液浓度为0.9mol/L，为图象中d曲线，根据回收率可以计算△c（Mn2+），进而计算20～40 min内v（Mn2+）．
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