工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下:某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、
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工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下:
某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表。
回答下列问题: (1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要反应的离子方程式为 。 (2)调节pH时不用氢氧化钠原因是: ,理论上,调节pH的最小值为 ,滤渣B的主要成分是 。 (3)加入MnS的目的是除去 杂质。 (4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应方程式为 。回收废旧碱性锰电池中的锰,可向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止,其主要反应为:2MnO(OH)+MnO2 +2H2C2O4 +3H2SO4=3MnSO4 +4CO2 ↑+6H2O,该方法的优点是 。 |
答案
(1)MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O (2)使Al(OH)3溶解、使Mn2+沉淀 5.2 Fe(OH)3、 Al(OH)3 (3)Cu2+ Zn2+ (4)MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-(或2MnO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-) 工艺流程简单;生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度;反应过程无有毒有害物质生成,不造成二次污染;废物资源化等。 |
解析
试题分析:(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O。(2)调节pH时不用氢氧化钠是因为若使用NaOH溶液,溶液因过量而使Al(OH)3溶解、使Mn2+沉淀 。(3)加入MnS的目的是除去杂质离子Cu2+ 和 Zn2+ 。(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应方程式为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-;回收废旧碱性锰电池中的锰,可向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止,其主要反应为:2MnO(OH)+MnO2 +2H2C2O4 +3H2SO4=3MnSO4 +4CO2 ↑+6H2O,其优点是工艺流程简单,反应生成的CO2和H2O不影响MnSO4纯度;反应过程没有毒有害物质生成,不造成二次污染;废物资源化等。2参与的反应、废旧电池的Mn的回收、利用的方法及优点等知识。 |
举一反三
海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:
注:溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5 mol/L,可认为该离子不存在;实验过程中,假设溶液体积不变。已知:KSp(CaCO3)=4.96×10-9;KSp(MgCO3)=6.82×10-6;KSp[Ca(OH)2]=4.68×10-6;KSp[Mg(OH)2]="5.61×10" -12。 下列说法不正确的是A.沉淀物X为CaCO3 | B.滤液M中存在Mg2+和Ca2+ | C.滤液N中存在Mg2+、Ca2+ | D.步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体,沉淀物Y只有Mg(OH)2 |
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工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO2的工艺流程如下:
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物
| Al(OH)3
| Fe(OH)3
| Fe(OH)2
| Cu(OH)2
| Pb(OH)2
| Mn(OH)2
| 开始沉淀的pH
| 3.3
| 1.5
| 6.5
| 4.2
| 8.0
| 8.3
| 沉淀完全的pH
| 5.2
| 3.7
| 9.7
| 6.7
| 8.8
| 9.8
| 请回答下列问题: (1)酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是__________________。 (2)酸浸后的溶液中含有Mn2+、SO42—,另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+等,其除杂过程如下: ①加入MnO2将Fe2+氧化,其离子反应方程式为__________________________。 ②加入CaO将溶液的pH调到5.2~6.0,其主要目的是 _____________________________________________________________。 ③加入BaS,除去Cu2+、Pb2+后,再加入NaF溶液,除去______________________。 (3)从溶液A中回收的主要物质是________________,该物质常用作化肥。 (4)MnO2粗品中含有少量Mn3O4,可以用稀硫酸处理,将其转化为MnSO4和MnO2,然后再用氧化剂将Mn2+转化为MnO2,制得优质MnO2。写出Mn3O4与稀硫酸反应的化学方程式:______________________________。 |
利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。制备流程图如下:
已知:Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似,请回答下列问题: (1)用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有________。(2)调节溶液A的pH可产生Zn(OH)2沉淀,为制得ZnO,后续操作步骤是________。 (3)由溶液B制取Fe3O4胶体粒子的过程中,须持续通入N2,其原因是 _______________________________________________________________ (4)Fe3O4胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离?__________(填“能”或“不能”),理由是________________________________。 (5)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。若需配制浓度为0.010 00 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液250 mL,应准确称取________ g K2Cr2O7(保留4位有效数字,已知MK2Cr2O7=294.0 g·mol-1)。配制该标准溶液时,下列仪器中不必要用到的有________(用编号表示)。 ①电子天平 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦移液管 (6) 滴定操作中,如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡,而滴定结束后气泡消失,则测定结果将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 |
已知CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na2S溶液的反应情况如下: (1)CuSO4+Na2CO3:Cu2++CO32-+H2O=Cu(OH)2↓+CO2↑ (2)CuSO4+Na2S: Cu2++S2-=CuS↓ 下列几种物质的溶解度大小的比较中,正确的是A.CuS<Cu(OH)2<CuCO3 | B.CuCO3<Cu(OH)2<CuS | C.CuS<CuCO3<Cu(OH)2 | D.Cu(OH)2<CuCO3<CuS |
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把Ca(OH)2放入蒸馏水中,一段时间后达到如下平衡:,下列说法正确的是( )A.恒温下向溶液中加CaO,溶液的pH升高 | B.给溶液加热,溶液的pH升高 | C.向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加 | D.向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变 |
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