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工業(yè)硫酸錳中雜質(zhì)(Fe、Ca、Mg等元素的離子)含量較高,利用如圖流程可制取鋰離子電池所需的純度較高的硫酸錳溶液。
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已知:步驟ii反應(yīng)前后雜質(zhì)含量檢測結(jié)果(以350g/LMnSO4溶液計(jì))如表:
雜質(zhì) 凈化前/g 凈化后/g 去除率/%
Fe2+、Fe3+ 0.001275 0.001275 -
Ca2+ 0.490000 0.021510 95.61
Mg2+ 0.252000 0.025100 90.04
(1)步驟i用90℃的水的目的是
提高反應(yīng)溫度,加快反應(yīng)速率
提高反應(yīng)溫度,加快反應(yīng)速率
。
(2)由步驟ii可推理知:
①濾渣b中含有的物質(zhì)是
CaF2、MgF2
CaF2、MgF2
;
②該條件下,Mn、Ca、Mg元素氟化物溶度積常數(shù)由大到小的順序?yàn)椋▽懟瘜W(xué)式):
Ksp(CaF2)>Ksp(MgF2)>Ksp(MnF2
Ksp(CaF2)>Ksp(MgF2)>Ksp(MnF2
。
(3)步驟iii反應(yīng)的離子方程式為
M
n
O
-
4
+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
M
n
O
-
4
+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
;其中“KMnO4酸性溶液”可替換為
H2O2
H2O2
。
(4)已知步驟iv條件下,生成氫氧化物沉淀的pH如表:
Fe(OH)2 Fe(OH)3 Mn(OH)2
開始沉淀時 6.3 1.5 8.3
完全沉淀時 8.3 2.8 9.8
根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋該步的目的是
將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3達(dá)到分離鐵元素與錳元素的目的
將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3達(dá)到分離鐵元素與錳元素的目的
。
(5)若省略操作X,其他步驟不變,也可使鈣、鎂的去除率較高。
①猜想可能的原因是(寫一種即可)
Fe2+與高錳酸鉀生成了Fe3+,F(xiàn)e3+水解生成的Fe(OH)3吸附了沉淀物
Fe2+與高錳酸鉀生成了Fe3+,F(xiàn)e3+水解生成的Fe(OH)3吸附了沉淀物
;
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的假設(shè)是否成立:
取上述流程同樣的步驟ii所得樣品(未過濾),加入適量新制的氫氧化鐵膠體,檢測Ca2+、Mg2+的去除率較高,則猜想成立
取上述流程同樣的步驟ii所得樣品(未過濾),加入適量新制的氫氧化鐵膠體,檢測Ca2+、Mg2+的去除率較高,則猜想成立
。

【答案】提高反應(yīng)溫度,加快反應(yīng)速率;CaF2、MgF2;Ksp(CaF2)>Ksp(MgF2)>Ksp(MnF2);
M
n
O
-
4
+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;H2O2;將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3達(dá)到分離鐵元素與錳元素的目的;Fe2+與高錳酸鉀生成了Fe3+,F(xiàn)e3+水解生成的Fe(OH)3吸附了沉淀物;取上述流程同樣的步驟ii所得樣品(未過濾),加入適量新制的氫氧化鐵膠體,檢測Ca2+、Mg2+的去除率較高,則猜想成立
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:33引用:1難度:0.5
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    發(fā)布:2024/12/30 15:30:1組卷:75引用:4難度:0.4
  • 2.工業(yè)上利用鋅焙砂(主要成分為ZnO,含有少量CuO、As2O3、NiO等)生產(chǎn)高純ZnO的流程示意圖如圖。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)用足量(NH42SO4溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
    ①“浸出”前,鋅焙砂預(yù)先粉碎的目的是
     
    。
    ②通過“浸出”步驟,鋅焙砂中的ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH34]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
     

    (2)“浸出”時As2O3轉(zhuǎn)化為
    A
    s
    O
    3
    -
    3
    ?!俺椤辈襟E①中用(NH42S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (3)“除重金屬”時,加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
     
    和BaSO4。
    (4)“蒸氨”時會出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運(yùn)用平衡移動原理解釋原因:
     
    。
    (5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉(zhuǎn)化為ZnCO3的離子方程式為
     
    。
    (6)“煅燒”步驟中,不同溫度下,ZnCO3分解的失重曲線和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
    已知:?。腆w失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)=
    樣品起始質(zhì)量
    -
    剩余固體質(zhì)量
    樣品起始質(zhì)量
    ×100%。
    ⅱ.比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積;比表面積越大,產(chǎn)品ZnO的活性越高。
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    ①280℃時煅燒ZnCO3,300min后固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.3%,則ZnCO3的分解率為
     
    %(保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)。
    ②根據(jù)圖1和圖2,獲得高產(chǎn)率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面積>40m2?g-1)產(chǎn)品ZnO的最佳條件是
     
    (填字母序號)。
    a.恒溫280℃,60~120min
    b.恒溫300℃,240~300min
    c.恒溫350℃,240~300min
    d.恒溫550℃,60~120min
    (7)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有
     

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:79引用:5難度:0.5
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    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
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