以軟錳礦粉(含MnO2及少量Fe、Al、Si、Ca、Mg等的氧化物)為原料制備電池級MnO2。
(1)浸取。將一定量軟錳礦粉與Na2SO3、H2SO4溶液中的一種配成懸濁液,加入到三頸瓶中(裝置見圖1),70℃下通過滴液漏斗緩慢滴加另一種溶液,充分反應(yīng),過濾。滴液漏斗中的溶液是 H2SO4溶液H2SO4溶液;MnO2轉(zhuǎn)化為Mn2+的離子方程式為 MnO2+SO32-+2H+=Mn2++SO42-+H2OMnO2+SO32-+2H+=Mn2++SO42-+H2O。
(2)除雜。向已經(jīng)除去Fe、Al、Si的MnSO4溶液(pH約為5)中加入NH4F溶液,溶液中的Ca2+、Mg2+形成氟化物沉淀。若沉淀后上層清液中c(F-)=0.05mol?L-1,則c(Ca2+)c(Mg2+)=100100。[Ksp(MgF2)=5×10-11,Ksp(CaF2)=5×10-9]
(3)制備MnCO3。在攪拌下向100mL1mol?L-1MnSO4溶液中緩慢滴加1mol?L-1NH4HCO3溶液,過濾、洗滌、干燥,得到MnCO3固體。需加入NH4HCO3溶液的體積約為 200mL200mL。
(4)制備MnO2。MnCO3經(jīng)熱解、酸浸等步驟可制備MnO2。MnCO3在空氣氣流中熱解得到三種價態(tài)錳的氧化物,錳元素所占比例(某價態(tài)錳的氧化物中錳元素質(zhì)量錳元素總質(zhì)量×100%)隨熱解溫度變化的曲線如圖2所示。已知:MnO與酸反應(yīng)生成Mn2+;Mn2O3氧化性強于Cl2,加熱條件下Mn2O3在酸性溶液中轉(zhuǎn)化為MnO2和Mn2+。為獲得較高產(chǎn)率的MnO2,請補充實驗方案:取一定量MnCO3置于熱解裝置中,通空氣氣流,加熱到450℃分解一段時間,將冷卻后的固體邊攪拌邊加入至一定量1mol?L-1稀H2SO4中,加熱,充分反應(yīng)后過濾,洗滌,取最后一次洗滌濾液加鹽酸酸化的0.1mol?L-1BaCl2溶液,若溶液不變渾濁,過濾加熱到450℃分解一段時間,將冷卻后的固體邊攪拌邊加入至一定量1mol?L-1稀H2SO4中,加熱,充分反應(yīng)后過濾,洗滌,取最后一次洗滌濾液加鹽酸酸化的0.1mol?L-1BaCl2溶液,若溶液不變渾濁,過濾,固體干燥,得到MnO2。(可選用的試劑:1mol?L-1H2SO4溶液、2mol?L-1HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。
c
(
C
a
2
+
)
c
(
M
g
2
+
)
某價態(tài)錳的氧化物中錳元素質(zhì)量
錳元素總質(zhì)量
【考點】制備實驗方案的設(shè)計.
【答案】H2SO4溶液;MnO2+SO32-+2H+=Mn2++SO42-+H2O;100;200mL;加熱到450℃分解一段時間,將冷卻后的固體邊攪拌邊加入至一定量1mol?L-1稀H2SO4中,加熱,充分反應(yīng)后過濾,洗滌,取最后一次洗滌濾液加鹽酸酸化的0.1mol?L-1BaCl2溶液,若溶液不變渾濁,過濾
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:357引用:5難度:0.6
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1.為了保護環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3形式存在)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),請回答下列問題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗第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,消耗FeCO3的離子方程式為
(4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,F(xiàn)eS2中S元素的化合價為
(5)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將a kg質(zhì)量分數(shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程,第III步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5 -
2.正丁醚制備原理為2CH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O。濃H2SO4135℃
實驗裝置圖如圖:
實驗步驟:
Ⅰ.在三頸燒瓶中,加入0.16mol正丁醇、濃硫酸和沸石,按圖連接裝置。先在分水器內(nèi)預(yù)先加水至支管處,小心開啟旋塞放出XmL。然后小火加熱保持反應(yīng)物微沸,回流分水。
Ⅱ.反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中混合,充分搖振靜置分層后棄去水層,粗產(chǎn)物依次用等體積5%NaOH溶液、蒸餾水和飽和CaCl2溶液洗滌,然后用1g無水氯化鈣干燥。過濾后的產(chǎn)物加入25mL蒸餾瓶中,蒸餾收集到9.1g產(chǎn)品。
請回答下列問題:
(1)儀器B的名稱為
(2)分水器使用前
A.0~1
B.1~2
C.2~3
(3)已知正丁醚難溶于水,正丁醇微溶于水,易溶于醚,分水器在本實驗中的可能作用是
A.移走生成物水,同時讓正丁醇、正丁醚回到反應(yīng)瓶,提高正丁醇的轉(zhuǎn)化率
B.冷凝回流正丁醇、正丁醚和水
C.實驗過程中分水器內(nèi)會出現(xiàn)分層現(xiàn)象,當(dāng)分水器全部被水充滿時,停止反應(yīng)
(4)簡述步驟Ⅱ中反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中的混合方法:
(5)本實驗粗產(chǎn)物依次用水洗滌是為了除去殘留的NaOH,用飽和CaCl2溶液洗滌是除去殘留的正丁醇,能不能省去水洗步驟而直接用飽和CaCl2溶液洗滌?
(6)最后收集到正丁醚的產(chǎn)率為發(fā)布:2024/12/24 8:0:2組卷:3引用:1難度:0.5 -
3.四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑,常溫下為橙黃色固體,熔點:38.3℃,沸點233.5℃,具有潮解性且易發(fā)生水解。實驗室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2
TiBr4+CO2來制備TiBr4,裝置如圖所示。下列說法錯誤的是( ?。?br />高溫發(fā)布:2024/12/22 11:0:4組卷:47引用:4難度:0.5
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