Question

【題目】高純MnCO3是廣泛用于電子行業的強磁性材料。MnCO3為白色粉末，不溶于水和乙醇，在潮濕環境下易被氧化，溫度高于100℃開始分解。

Ⅰ．實驗室以MnO2為原料制備MnCO3

（1）制備MnSO4溶液：

①主要反應裝置如圖，緩緩通入經N2稀釋的SO2氣體，發生反應H2SO3+MnO2MnSO4+H2O。下列措施中，目的是加快化學反應速率的是________（填標號）。

A．MnO2加入前先研磨 B．攪拌 C．提高混合氣中N2比例

②已知實驗室制取SO2的原理是Na2SO3+2H2SO4(濃)2NaHSO4+SO2↑+H2O。選擇下圖所示部分裝置與上圖裝置相連制備MnSO4溶液，應選擇的裝置有________（填標號）。

③若用空氣代替N2進行實驗，缺點是________。（酸性環境下Mn2+不易被氧化）

（2）制備MnCO3固體：

實驗步驟：①向MnSO4溶液中邊攪拌邊加入飽和NH4HCO3溶液生成MnCO3沉淀，反應結束后過濾；② ……；③在70-80℃下烘干得到純凈干燥的MnCO3固體。

步驟②需要用到的試劑有________。

Ⅱ．設計實驗方案

（3）利用沉淀轉化的方法證明KSP(MnCO3) < KSP(NiCO3)：________。

（已知NiCO3為難溶于水的淺綠色固體）

（4）證明H2SO4的第二步電離不完全：________。[查閱資料表明K2(H2SO4)=1.1×10-2]

Answer 1

【答案】AB abef 空氣中的O2能氧化H2SO3，使SO2利用率下降 乙醇 向少量NiSO4溶液中滴加幾滴Na2CO3溶液，生成淺綠色沉淀，再滴加足量MnSO4溶液，沉淀變成白色。（其他合理答案也給分） 用pH計測量Na2SO4溶液的pH大于7（其他合理答案也給分）

【解析】

（1）①增大接觸面積，反應速率加快，提高混合其中N2比例，二氧化硫的濃度減小；

②b裝置制備二氧化硫，氮氣與二氧化硫通過e裝置混合，在圖1裝置中反應生成MnSO4，利用f進行尾氣處理，防止污染空氣；

③氧氣能與亞硫酸反應生成硫酸；

（2）步驟②為洗滌雜質，防止氧化與溶解損失；

（3）利用MnCO3轉化為NiCO3淺綠色固體設計；

（4）測定0.1mol/L的硫酸氫鈉溶液的pH或Na2SO4溶液pH。

（1）①MnO2研磨、反應時攪拌均可以增大接觸面積，加快反應速率，提高混合其中N2比例，二氧化硫的濃度減小，反應速率減��；

故選：AB；
②反應不需要加熱制備二氧化硫，b裝置制備二氧化硫，氮氣與二氧化硫通過e裝置混合，在圖1裝置中反應生成MnSO4，利用f進行尾氣處理，防止尾氣中二氧化硫污染空氣；故選：abef；

③制備原理為：H2SO3+MnO2═MnSO4+H2O，若用空氣代替N2進行實驗，氧氣能與亞硫酸反應生成硫酸，二氧化硫利用率降低；

故答案為：空氣中的O2能氧化H2SO3，使SO2利用率下降；

（2）步驟②為洗滌雜質，MnCO3為白色粉末，不溶于水和乙醇，在潮濕環境下易被氧化，應用乙醇洗滌，可以防止被氧化，因溶解導致的損失；

故答案為：乙醇；

（3）先向少量NiSO4溶液中滴加幾滴Na2CO3溶液，生成淺綠色沉淀，再滴加足量MnSO4溶液，沉淀變成白色，可證明KSP（MnCO3）＜KSP（NiCO3）；

故答案為：向少量NiSO4溶液中滴加幾滴Na2CO3溶液，生成淺綠色沉淀，再滴加足量MnSO4溶液，沉淀變成白色；

（4）配制0.1mol/L NaHSO4溶液，測定溶液pH＞1，則說明H2SO4的第二步電離不完全，或用pH計測量Na2SO4溶液的pH大于7，也可證明H2SO4的第二步電離不完全；

故答案為：配制0.1mol/L NaHSO4溶液，測定溶液pH＞1，說明H2SO4的第二步電離不完全（或用pH計測量Na2SO4溶液的pH大于7）。