为了回收利用钢铁生产过程中产生的SO2,工业上采用软锰矿(主要成分MnO2)脱硫同时制取硫酸锰技术,其流程示意图如下:已知:浸出液的pH接近4,其中的金属离子主
题型:不详难度:来源:
为了回收利用钢铁生产过程中产生的SO2,工业上采用软锰矿(主要成分MnO2)脱硫同时制取硫酸锰技术,其流程示意图如下:
已知:浸出液的pH接近4,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+。完成下列填空。 (1)写出浸出过程中主要反应的化学方程式: 。 (2)浸出过程的副反应之一是部分SO2被氧化为硫酸,致使浸出液的pH下降,这将 (“有利”、“不利”)于软锰矿浆继续吸收SO2。欲消除生成的硫酸,试剂A最好是 。 a.MnCO3 b.MnO2 c.CaO d.CaCO3 (3)操作I的目的是除去浸出液中的Fe2+,MnO2在氧化Fe2+的同时还 ,使Fe3+沉淀。检验过滤后溶液中是否含有Fe3+的操作是 。 (4)已知大于27℃时,MnSO4·H2O溶解度随温度上升而明显下降,则操作II的过程为: 、 、洗涤、干燥。工业上为了充分利用锰元素,在流程中 可循环使用。 (5)通过煅烧MnSO4·H2O 可制得生产软磁铁氧体材料的MnxO4,如图是煅烧MnSO4·H2O时温度与剩余固体质量变化曲线。该曲线中A段所表示物质的化学式为 ;MnxO4中x= 。
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答案
(1)MnO2 + SO2→ MnSO4 (或SO2+ H2O → H2SO3 MnO2 + H2SO3→ MnSO4+ H2O)(2分) (2)不利(1分); a(1分) (3)调节溶液pH,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3(1分) 取上层清液,滴加KSCN,若溶液不显血红色,则说明Fe3+已沉淀完全(1分) (4)蒸发浓缩、趁热过滤(2分) 操作II后剩余的母液(1分) (5)MnSO4(1分) 3(2分) |
解析
试题分析:(1)低品位软锰矿浆的主要成分是MnO2,通入SO2浸出液其中的金属离子主要是Mn2+,则MnO2与SO2发生氧化还原反应,反应的化学方程式为MnO2 + SO2→ MnSO4。 (2)溶液的pH下降,溶液的酸性增强,则不利于吸收SO2。欲消除生成的硫酸,同时还不能引入新的杂质,则试剂A最好是碳酸锰,二氧化锰与硫酸不反应,cd会引入钙离子,答案选a。 (3)由于在沉淀铁离子的同时而不能减少锰离子,所以根据沉淀时的pH值可知,MnO2在氧化Fe2+的 同时还调节溶液pH,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3。铁离子能与KSCN溶液发生显色反应,所以检验过滤后溶液中是否含有Fe3+的操作是取上层清液,滴加KSCN,若溶液不显血红色,则说明Fe3+已沉淀完全。 (4)由于大于27℃时,MnSO4·H2O溶解度随温度上升而明显下降,因此操作II的过程为蒸发浓缩、趁热过滤;由于操作II后剩余的母液中还含有锰离子,所以工业上为了充分利用锰元素,在流程中操作II后剩余的母液可循环使用。 (5)A曲线时固体减少的质量为101.4mg-90.60mg=10.8mg,为原固体中结晶水的质量为×18=10.8mg,所以A曲线对应的物质化学式为MnSO4。MnxO4的质量是45.80mg,则根据锰元素守恒可知=×x,解得x=3。 |
举一反三
下列实验操作中正确的是
A.图甲所示,可得到干燥的氢气 | B.图乙所示,可以验证氯气的漂白性 | C.图丙所示,可以验证SO2的漂白性 | D.图丁所示,若石灰水变浑浊,证明混合气体中一定含有CO2 |
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现有NaCl、KSCN、NaOH、AgNO3四种溶液,只用一种试剂就能将它们鉴别开来,这种试剂是A.盐酸 | B.Na2CO3溶液 | C.氯水 | D.FeCl3溶液 |
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香烟烟雾中含有CO、CO2、SO2、H2O等气体。用a无水硫酸铜、b澄清石灰水、c红热氧化铜、d生石灰、e品红溶液等可将其一一检出,检出的正确顺序是A.混合气→a→e→e→b→d→c | B.混合气→c→d→e→e→a | C.混合气→a→e→b→a→d→c | D.混合气→b→e→a→d→c |
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利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3TiOSO4],生产硫酸亚铁和补血剂乳酸亚铁。其生产步骤如下:
请回答: (1)步骤①中分离操作的名称是______;步骤⑥必须控制一定的真空度,原因是_________; (2)废液中的TiOSO4在步骤①能水解生成滤渣(主要成分为TiO2•xH2O)的化学方程式为__________;步骤④的离子方程式为_____________________。 (3)用平衡移动原理解释步骤⑤中加乳酸能得到乳酸亚铁的原因_______。 (4)配平酸性高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液反应的离子方程式:_____Fe2++_____MnO4-+_____H+=_____Fe3++_____Mn2++_____ 取步骤②所得晶体样品ag,溶于稀硫酸配成100.00 mL溶液,取出20. 00 mL溶液,用KMnO4溶液滴定(杂质与KMnO4不反应)。若消耗0.1000 mol·L-1KMnO4溶液20.00mL,则所得晶体中FeSO4•7H2O的质量分数为(以含a的式子表示)_____________________。 |
下列实验操作中错误的是A.用酒精萃取碘水中的碘 | B.蒸馏操作时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处 | C.分液操作时,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出 | D.过滤时玻璃棒的末端应轻轻靠在三层的滤纸上 |
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