Question

【題目】硼氫化錳可以用作儲(chǔ)氫材料，也能用于科學(xué)研究。以富錳渣(含60% MnO，還含有SiO2、Al2O3、CaO、FeO)為原料制備硼氫化錳的工藝流程如下。

已知幾種氫氧化物的Ksp 的值如下表：

氫氧化物
Ksp

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1) NaBH4中B的化合價(jià)為________價(jià)。

(2)下列物質(zhì)中與濾渣1不發(fā)生反應(yīng)(高溫或常溫下)的是________(填字母)。

A．濃硝酸 B．氫氧化鈉溶液 C．碳酸鈉 D．氫氟酸

(3)“氧化”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________，該反應(yīng)中氧化性：________(填“”或“”) MnO2。

(4)“中和”時(shí)，調(diào)節(jié)pH約為________。(當(dāng)溶液中的離子濃度小于時(shí)，沉淀達(dá)到完全，結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(5) Mn(BH4)2能與稀鹽酸反應(yīng)生成H3BO3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。

(6)測(cè)定富錳渣中鐵的含量：取20g富錳渣，經(jīng)過(guò)上述“酸浸”“過(guò)濾”“氧化”“萃取”后，將萃取相(假設(shè)Fe3+span>全部被萃取)轉(zhuǎn)入燒杯中，加入足量稀硫酸，充分反應(yīng)后靜置、分液，再向含Fe3+的溶液中加入足量KI，充分反應(yīng)后，將溶液配制成500mL，取25mL于錐形瓶中并加入淀粉指示劑，最后用的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定，進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液的體積如表所示。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液體積/	23.20	24.80	25.20

已知：I2+2Na2S2O3==2NaI+Na2S4O6

①滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)溶液的顏色變化為________。

②富錳渣中鐵的含量為________。

Answer 1

【答案】+3 A MnO2+2Fe2++4H+==Mn2++2Fe3++2H2O < 4.7 Mn(BH4)2+2HCl+6H2O==MnCl2+8H2↑+2H3BO3 由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色 14%

【解析】

富錳渣(含60% MnO，還含有SiO2、Al2O3、CaO、FeO)中加入稀鹽酸，MnO、Al2O3、CaO、FeO都與鹽酸反應(yīng)，生成MnCl2、AlCl3、CaCl2、FeCl2(濾液1)，只有SiO2不發(fā)生反應(yīng)而成為濾渣1；濾液1中加入MnO2，發(fā)生反應(yīng)MnO2+2Fe2++4H+==Mn2++2Fe3++2H2O；往氧化后的溶液中加入萃取劑，可將Fe3+萃取出來(lái)(進(jìn)入萃取相)，此時(shí)萃余相中含有MnCl2、AlCl3、CaCl2；加入MnCO3調(diào)pH，此時(shí)Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，過(guò)濾，所得濾渣2的成分為Al(OH)3，濾液2的成分為MnCl2、CaCl2；往濾液2中加入MnSO4，此時(shí)Ca2+轉(zhuǎn)化為沉淀；將濾液3進(jìn)行一系列操作，即得MnCl2，加入NaBH4重結(jié)晶，便可得到Mn(BH4)2。測(cè)定富錳渣中鐵的含量時(shí)，需去除誤差大的數(shù)據(jù)，取平均值，通過(guò)反應(yīng)建立Fe3+與Na2S2O3的關(guān)系式，然后進(jìn)行計(jì)算。

(1) NaBH4中，Na顯+1價(jià)，H顯-1價(jià)，則B的化合價(jià)為+3價(jià)。答案為：+3；

(2)A．濃硝酸具有酸性和強(qiáng)氧化性，與SiO2不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，A符合題意；

B．氫氧化鈉溶液能與SiO2反應(yīng)，生成硅酸鈉和水，B不合題意；

C．碳酸鈉能與SiO2在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)，生成硅酸鈉和CO2，C不合題意；

D．氫氟酸能與SiO2反應(yīng)，生成四氟化硅和水，D不合題意；

故選A。答案為：A；

(3)“氧化”中，MnO2將Fe2+氧化生成Fe3+，自身被還原為Mn2+，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H+==Mn2++2Fe3++2H2O，該反應(yīng)中MnO2是氧化劑，Fe3+是氧化產(chǎn)物，氧化性：<MnO2。答案為：MnO2+2Fe2++4H+==Mn2++2Fe3++2H2O；<；

(4)“中和”時(shí)，1.0×10-5×c3(OH-)=1.0×10-33，c(OH-)=mol/L，pOH=，pH=14-pOH≈4.7。

答案為：4.7；

(5) Mn(BH4)2能與稀鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成H2，同時(shí)生成MnCl2、H3BO3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mn(BH4)2+2HCl+6H2O==MnCl2+8H2↑+2H3BO3。答案為：Mn(BH4)2+2HCl+6H2O==MnCl2+8H2↑+2H3BO3；

(6)①滴定前，原溶液中I2與淀粉結(jié)合所得溶液呈藍(lán)色，反應(yīng)后溶液呈Fe2+的顏色，所以達(dá)到終點(diǎn)時(shí)溶液的顏色變化為由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色。

②在溶液中發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)：2Fe3++2I-=2Fe2++I2、I2+2Na2S2O3==2NaI+Na2S4O6，由此可得出關(guān)系式：Fe3+——Na2S2O3，三次實(shí)驗(yàn)中，第一次實(shí)驗(yàn)誤差大，取后兩次實(shí)驗(yàn)的平均值，即得消耗V(Na2S2O3)==25.00mL，從而得出富錳渣中鐵的含量為=14%。

答案為：由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色；14%。