称取含MnO-Cr2O3的矿石2.0000g，以Na2O2熔融后，经过浸取、煮沸，除去过氧化合物后得到含MnO42-和CrO42-的溶液．酸化溶液，过滤除去MnO2，滤液及洗涤液以50.00mL0.1000mol•L-1FeSO4溶液处理．过量的FeS

Question

称取含MnO-Cr₂O₃的矿石2.0000g，以Na₂O₂熔融后，经过浸取、煮沸，除去过氧化合物后得到含MnO₄^2-和CrO₄^2-的溶液．酸化溶液，过滤除去MnO₂，滤液及洗涤液以50.00mL0.1000mol•L^-1FeSO₄溶液处理．过量的FeSO₄用0.01000mol•L^-1KMnO₄溶液滴定，终点时消耗18.40mL．MnO₂沉淀用10.00mL0.1000mol•L^-1FeSO₄酸性溶液处理，过量的FeSO₄以0.01000mol•L^-1KMnO₄溶液滴定，终点时消耗8.24mL．
写出酸化溶液和滴定过程所涉及的所有化学反应方程式，并计算矿石中MnO和Cr₂O₃的质量百分数．[Mr（MnO）=70.94；Mr（Cr₂O₃）=151.9]．

Answer 1

以Na₂O₂熔融后，经过浸取、煮沸，除去过氧化合物后得到含MnO₄^2-和CrO₄^2-的溶液．酸化发生3MnO₄^2-+4H⁺=MnO₂+2MnO₄^-+2H₂O、2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O，滴定时发生MnO₄^-+8H⁺+5Fe²⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O、4H⁺+MnO₂+2Fe²⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O、6H⁺+Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+2H₂O，
由3MnO～3MnO₄^2-～2MnO₄^-～10Fe²⁺可知，n（MnO）=(3)/(2)n（MnO₄^-）、n（Fe²⁺）=5（MnO₄^-），
则w（MnO）=((3)/(2)[n(Fe2+)-5n(KMnO4)]×M(MnO))/(矿石质量)=((3)/(2)[0.1mol/L×0.01L-5×0.01mol/L×0.0824L]×70.93g/mol)/(2.0000g)×100%=3.13%，

由Cr₂O₃～Cr₂O₇^2-～6Fe²⁺可知，n（Cr₂O₃）=(1)/(6)n（Fe²⁺），w（Cr₂O₃）=((1)/(6){[n(Fe2+)-5n(KMnO4)]-(2)/(3)n(MnO)×5})/(矿石质量)×M（Cr₂O₃）×100%=((1)/(6){[0.1×0.05-5×0.01×0.184]-(0.1×0.01-5×0.01×0.00824)×5}×151.99)/(2.00)×100%=1.44%，
答：酸化的反应为3MnO₄^2-+4H⁺=MnO₂+2MnO₄^-+2H₂O、2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O，滴定涉及的反应为MnO₄^-+8H⁺+5Fe²⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O、4H⁺+MnO₂+2Fe²⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O、6H⁺+Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+2H₂O，矿石中MnO和Cr₂O₃的质量百分数分别为3.13%、1.44%．