電解錳渣的主要成分是MnS。一種由電解錳渣制取高純MnSO4的流程如圖。
(1)MnS與H2SO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的離子方程式為 MnS+2H+=Mn2++H2S↑MnS+2H+=Mn2++H2S↑。
(2)浸出過(guò)程中,加入MnO2可減少有毒氣體的生成,同時(shí)產(chǎn)生更多MnSO4。利用的MnO2的化學(xué)性質(zhì)是 氧化性氧化性。
(3)結(jié)合離子方程式解釋從浸出液中除去Fe3+的操作的原理:Fe3+在水溶液中存在水解反應(yīng):Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),增大溶液的pH和加熱均促使水解趨于完全,有利于除去浸出液中的Fe3+Fe3+在水溶液中存在水解反應(yīng):Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),增大溶液的pH和加熱均促使水解趨于完全,有利于除去浸出液中的Fe3+。
(4)過(guò)程Ⅰ除去Ca2+并富集Mn2+的流程如圖。
已知:
a.萃取劑E是溶解了P204(記為HA)的磺化煤油(一種有機(jī)溶劑);
b.HA為一元弱酸,難溶于水,結(jié)構(gòu)為;
c.萃取時(shí)發(fā)生反應(yīng)M2++2HA?MA2+2H+(M2+表示Ca2+或Mn2+)。
①?gòu)慕Y(jié)構(gòu)角度分析MA2可溶于磺化煤油的原因:MA2中4個(gè)-R的極性小且體積大,將金屬離子包裹于其中,有利于Ca2+或Mn2+溶于磺化煤油MA2中4個(gè)-R的極性小且體積大,將金屬離子包裹于其中,有利于Ca2+或Mn2+溶于磺化煤油。
②反應(yīng)M2++2A-?MA2的平衡常數(shù)用β表示。已知β(CaA2)>β(MnA2)。判斷調(diào)pH時(shí)a <<b(填“<”或“>”),結(jié)合平衡常數(shù)解釋原因:由平衡常數(shù)β(CaA2)>β(MnA2)可知,相同c(M2+)時(shí),結(jié)合Ca2+所需c(A-)更小,由HA的電離平衡可知,增大c(H+),能減小c(A-),有利于Ca2+和Mn2+的分離由平衡常數(shù)β(CaA2)>β(MnA2)可知,相同c(M2+)時(shí),結(jié)合Ca2+所需c(A-)更小,由HA的電離平衡可知,增大c(H+),能減小c(A-),有利于Ca2+和Mn2+的分離。
③試劑Y是 稀硫酸稀硫酸。
(5)不同溫度下MnSO4的溶解度如表。
溫度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 60 | 80 | 90 | 100 |
溶解度/g | 52.9 | 59.7 | 62.9 | 62.9 | 60.0 | 53.6 | 45.6 | 40.9 | 35.3 |
將硫酸錳溶液加熱至100℃,濃縮結(jié)晶,趁熱過(guò)濾
將硫酸錳溶液加熱至100℃,濃縮結(jié)晶,趁熱過(guò)濾
,洗滌,干燥。【答案】MnS+2H+=Mn2++H2S↑;氧化性;Fe3+在水溶液中存在水解反應(yīng):Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),增大溶液的pH和加熱均促使水解趨于完全,有利于除去浸出液中的Fe3+;MA2中4個(gè)-R的極性小且體積大,將金屬離子包裹于其中,有利于Ca2+或Mn2+溶于磺化煤油;<;由平衡常數(shù)β(CaA2)>β(MnA2)可知,相同c(M2+)時(shí),結(jié)合Ca2+所需c(A-)更小,由HA的電離平衡可知,增大c(H+),能減小c(A-),有利于Ca2+和Mn2+的分離;稀硫酸;將硫酸錳溶液加熱至100℃,濃縮結(jié)晶,趁熱過(guò)濾
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:58引用:1難度:0.4
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1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(Fe主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗(yàn)第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液 B.KCl溶液 C.KSCN 溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH到5.2,此時(shí)Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡,通入空氣引起溶液pH降低的原因是
(4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。
已知25℃,101kPa時(shí):
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1648kJ/mol
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1480kJ/mol
FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是
(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%,將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其它雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì),按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:495引用:3難度:0.3 -
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活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4,不考慮其他反應(yīng),請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗(yàn)第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液B.K3[Fe(CN)6]溶液C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時(shí)Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是
(4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料,已知25℃,101kPa時(shí):
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1 648kJ?mol-1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393kJ?mol-1
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1 480kJ?mol-1FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是
(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2═Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將akg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:28引用:2難度:0.5 -
3.四氧化三錳用于電子工業(yè)生產(chǎn)軟磁鐵氧體,用作電子計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)信息的磁芯。以工業(yè)硫酸錳為原料(含有少量CaO、MgO、Ca(OH)2等物質(zhì))制備Mn3O4的工藝流程如圖:
已知:①氧化時(shí)鼓入空氣使溶液的電位迅速上升;
②四氧化三錳中錳的化合價(jià)與四氧化三鐵中鐵的化合價(jià)類似。
回答下列問(wèn)題:
(1)為提高“溶解”效率,可采取的措施有
(2)濾渣的主要成分是
(3)氧化時(shí),生成Mn3O4的離子方程式為
(4)向母液可加入
A.CaO
B.稀氫氧化鈉溶液
C.氫氧化鈣固體
D.(NH4)2CO3
(5)通過(guò)對(duì)上述“氧化”工藝進(jìn)行數(shù)據(jù)收集及資料分析可知溶液電位與pH等關(guān)系如圖所示
氧化時(shí)N2H4?H2O的作用是
(6)四氧化三錳的其他制法:
①熱還原法:
在甲烷氣體存在下,將Mn2O3還原成Mn3O4的化學(xué)方程式為
②電解法:
利用電解原理,制備四氧化三錳裝置如圖所示。(電極材料均為惰性電極,<代表電子流向)
電源正極為發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:14引用:1難度:0.6
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