Question

【題目】(CH3COO)2Mn·4H2O主要用于紡織染色催化劑和分析試劑，其制備過程如圖。回答下列問題：

步驟一：以MnO2為原料制各MnSO4

(1)儀器a的名稱是___，C裝置中NaOH溶液的作用是___________。

(2)B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________。

步驟二：制備MnCO3沉淀

充分反應(yīng)后將B裝置中的混合物過濾，向濾液中加入飽和NH4HCO3溶液，反應(yīng)生成MnCO3沉淀。過濾，洗滌，干燥。

(3)①生成MnCO3的離子方程式_____________。

②判斷沉淀已洗凈的操作和現(xiàn)象是___________。

步驟三：制備(CH3COO)2Mn·4H2O固體

向11.5 g MnCO3固體中加入醋酸水溶液，反應(yīng)一段時間后，過濾、洗滌，控制溫度不超過55℃干燥，得(CH3COO)2Mn·4H2O固體。探究生成(CH3COO)2Mn·4H2O最佳實驗條件的數(shù)據(jù)如下：

(4)產(chǎn)品干燥溫度不宜超過55℃的原因可能是___________。

(5)上述實驗探究了___________和___________對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，實驗l中(CH3COO)2Mn·4H2O產(chǎn)率為___________。

Answer 1

【答案】分液漏斗 吸收多余的SO2 SO2+MnO2=MnSO4或SO2+H2O=H2SO3、H2SO3+MnO2=MnSO4+H2O 2HCO3-+Mn2+=MnCO3↓+CO2↑+H2O 取最后一次洗滌液少許于試管中，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無沉淀生成，證明沉淀已洗滌干凈 溫度過高會失去結(jié)晶水 醋酸質(zhì)量分數(shù) 溫度 90.0%

【解析】

將分液漏斗中的濃硫酸滴加到盛有Na2SO3的試管中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)制取SO2，將反應(yīng)產(chǎn)生的SO2氣體通入三頸燒瓶中與MnO2反應(yīng)制取MnSO4，由于SO2是大氣污染物，未反應(yīng)的SO2不能直接排放，可根據(jù)SO2與堿反應(yīng)的性質(zhì)用NaOH溶液進行尾氣處理，同時要使用倒扣的漏斗以防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生。反應(yīng)產(chǎn)生的MnSO4再與NH4HCO3發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生MnCO3沉淀、(NH4)2SO4、CO2及H2O，將MnCO3沉淀經(jīng)過濾、洗滌后用醋酸溶解可得醋酸錳，根據(jù)表格中溫度、濃度對制取的產(chǎn)品的質(zhì)量分析醋酸錳晶體合適的條件。

(1)根據(jù)儀器結(jié)構(gòu)可知儀器a的名稱為分液漏斗；C裝置中NaOH溶液的作用是吸收多余的SO2，防止污染大氣；

(2)B裝置中SO2與MnO2反應(yīng)制取MnSO4，反應(yīng)的方程式是SO2+MnO2=MnSO4(或?qū)憺?/span>SO2+H2O=H2SO3、H2SO3+MnO2=MnSO4+H2O)；

(3)①MnSO4與NH4HCO3發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生MnCO3沉淀、(NH4)2SO4、CO2及H2O，該反應(yīng)的離子方程式為：2HCO3-+Mn2+=MnCO3↓+CO2↑+H2O；

②若MnCO3洗滌干凈，則洗滌液中不含有SO42-，所以判斷沉淀已洗凈的方法是取最后一次洗滌液少許于試管中，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無沉淀生成，證明沉淀已洗滌干凈；

(4)該操作目的是制取(CH3COO)2Mn·4H2O，若溫度過高，則晶體會失去結(jié)晶水，故一般是產(chǎn)品干燥溫度不宜超過55℃；

(5)表格采用了對比方法分析了溫度、醋酸質(zhì)量分數(shù)(或濃度)對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。實驗l中11.5 g MnCO3的物質(zhì)的量為n(MnCO3)==0.1 mol，根據(jù)Mn元素守恒可知理論上能夠制取(CH3COO)2Mn·4H2O的物質(zhì)的量是0.1 mol，其質(zhì)量為m[(CH3COO)2Mn·4H2O]=0.1 mol×245 g/mol=24.5 g，實際質(zhì)量為22.05 g，所以(CH3COO)2Mn·4H2O產(chǎn)率為×100%=90.0%。