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利用废旧干电池碳包含MnO2和少量的MnO(OH)、C、NH4Cl、ZnCl2、淀粉糊及Fe等为原料,先制备纯净MnSO4溶液,再与(NH4)2SO4混合制备(NH4)2Mn(SO4)2•2H2O的实验步骤如图:(1)“灼烧”时
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利用废旧干电池碳包【含MnO2和少量的MnO(OH)、C、NH4Cl、ZnCl2、淀粉糊及Fe等】为原料,先制备纯净MnSO4溶液,再与(NH4)2SO4混合制备(NH4)2Mn(SO4)2•2H2O的实验步骤如图:
(1)“灼烧”时,用到的硅酸盐质仪器除玻璃棒外,还有___;灼烧的主要目的是___.
(2)“灼烧”后的固体经冷却后需要进行称量,称量的目的是___.
(3)“制备MnSO4溶液”时,将溶液微热后,慢慢分次加入H2C2O4•2H2O.控制“慢慢分次”的目的可能是___;MnO2被还原为MnSO4的化学方程式为___.
(4)请补充完整由制得的硫酸锰粗溶液[含少量Fe2(SO4)3杂质】制备(NH4)2Mn(SO4)2•2H2O的实验方案为:边搅拌边向溶液中加入Mn(OH)2,___,滤纸吸干,得到(NH4)2Mn(SO4)2•2H2O.
[实验中须使用的试剂有:Mrl(OH)2,(NH4)2SO4固体及乙醇;已知溶液中pH=7.8时Mn(OH)2开始沉淀;pH=4.1时Fe(OH)3沉淀完全].
(1)“灼烧”时,用到的硅酸盐质仪器除玻璃棒外,还有___;灼烧的主要目的是___.
(2)“灼烧”后的固体经冷却后需要进行称量,称量的目的是___.
(3)“制备MnSO4溶液”时,将溶液微热后,慢慢分次加入H2C2O4•2H2O.控制“慢慢分次”的目的可能是___;MnO2被还原为MnSO4的化学方程式为___.
(4)请补充完整由制得的硫酸锰粗溶液[含少量Fe2(SO4)3杂质】制备(NH4)2Mn(SO4)2•2H2O的实验方案为:边搅拌边向溶液中加入Mn(OH)2,___,滤纸吸干,得到(NH4)2Mn(SO4)2•2H2O.
[实验中须使用的试剂有:Mrl(OH)2,(NH4)2SO4固体及乙醇;已知溶液中pH=7.8时Mn(OH)2开始沉淀;pH=4.1时Fe(OH)3沉淀完全].
▼优质解答
答案和解析
(1)灼烧需要用到的硅酸盐质仪器有玻璃棒、泥三角、坩埚和酒精灯;C、淀粉糊受热分解生成二氧化碳和水,可与二氧化锰等分离,故灼烧可除去C及淀粉糊等;
故答案为:泥三角、坩埚和酒精灯;除去C及淀粉糊等;
(2)由流程可知,硫酸、草酸及硫酸铵的加入需要确定量,故“灼烧”后的固体经冷却后需要进行称量,便于计算确定需加入的硫酸、草酸及硫酸铵的量;
故答案为:便于计算确定需加入的硫酸、草酸及硫酸铵的量;
(3)MnO2被还原为MnSO4的化学方程式为MnO2+H2C2O4+H2SO4
Mn(SO4)2+2CO2↑+2H2O,其中慢慢分次加入H2C2O4•2H2O,可以控制反应速率,防止碳包泡沫冲出容器;
故答案为:控制反应速率,防止碳包泡沫冲出容器;MnO2+H2C2O4+H2SO4
Mn(SO4)2+2CO2↑+2H2O;
(4)硫酸锰溶液[含少量Fe2(SO4)3杂质,加入Mn(OH)2调节pH促进铁离子的水解便于生成沉淀除去,已知溶液中pH=7.8时Mn(OH)2开始沉淀;pH=4.1时Fe(OH)3沉淀完全,故pH范围为4.1<pH<7.8,过滤后,加入(NH4)2SO4固体,蒸发浓缩得到(NH4)2Mn(SO4)2•2H2O,具体操作为:向溶液中边搅拌边向溶液中加入Mn(OH)2,至4.1<pH<7.8,过滤,边搅拌边向滤液中加入计算量的(NH4)2SO4固体,微热使其溶解,蒸发浓缩至表面出现晶膜,冷却至室温,过滤,用乙醇洗涤2~3次晶体,滤纸吸干,得到(NH4)2Mn(SO4)2•2H2O;
故答案为:至4.1<pH<7.8,过滤,边搅拌边向滤液中加入计算量的(NH4)2SO4固体,微热使其溶解,蒸发浓缩至表面出现晶膜,冷却至室温,过滤,用乙醇洗涤2~3次晶体.
故答案为:泥三角、坩埚和酒精灯;除去C及淀粉糊等;
(2)由流程可知,硫酸、草酸及硫酸铵的加入需要确定量,故“灼烧”后的固体经冷却后需要进行称量,便于计算确定需加入的硫酸、草酸及硫酸铵的量;
故答案为:便于计算确定需加入的硫酸、草酸及硫酸铵的量;
(3)MnO2被还原为MnSO4的化学方程式为MnO2+H2C2O4+H2SO4
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故答案为:控制反应速率,防止碳包泡沫冲出容器;MnO2+H2C2O4+H2SO4
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(4)硫酸锰溶液[含少量Fe2(SO4)3杂质,加入Mn(OH)2调节pH促进铁离子的水解便于生成沉淀除去,已知溶液中pH=7.8时Mn(OH)2开始沉淀;pH=4.1时Fe(OH)3沉淀完全,故pH范围为4.1<pH<7.8,过滤后,加入(NH4)2SO4固体,蒸发浓缩得到(NH4)2Mn(SO4)2•2H2O,具体操作为:向溶液中边搅拌边向溶液中加入Mn(OH)2,至4.1<pH<7.8,过滤,边搅拌边向滤液中加入计算量的(NH4)2SO4固体,微热使其溶解,蒸发浓缩至表面出现晶膜,冷却至室温,过滤,用乙醇洗涤2~3次晶体,滤纸吸干,得到(NH4)2Mn(SO4)2•2H2O;
故答案为:至4.1<pH<7.8,过滤,边搅拌边向滤液中加入计算量的(NH4)2SO4固体,微热使其溶解,蒸发浓缩至表面出现晶膜,冷却至室温,过滤,用乙醇洗涤2~3次晶体.
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