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工业上用软锰矿(主要成分为MnO2,含有少量的SiO2和FeS2杂质)为原料制取...

工业上用软锰矿(主要成分为MnO2,含有少量的SiO2FeS2杂质)为原料制取高纯MnO2,其工艺流程如下:

回答下列问题:

(1)步骤①将软锰矿研磨成细粉的主要目的是________;步骤②酸浸取时,主要产物有SMnSO4Fe2(SO4)3,写出反应的化学方程式:________

(2)滤渣的主要成分是________

(3)步骤④加入氨水调节pH=4,过滤后的滤液中,c(Fe3+)=________mol/L{已知Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38}

(4)步骤⑤所得的滤渣可用于制备铁红,该反应的化学方程式为________

(5)步骤⑥电解MnSO4酸性溶液,原理如图所示。阳极产生MnO2,其电极反应式为________;阴极产生的气体为________(写化学式)

 

增大接触面积,提高硫酸浸取时的浸取率及反应速率 3MnO2+2FeS2+6H2SO4=3MnSO4+Fe2(SO4)3+4S+6H2O S、SiO2 1×10-8 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ H2 【解析】 (1)将软锰矿磨成细粉,可提高浸取率;MnO2和FeS2与硫酸反应生成S、MnSO4及Fe2(SO4)3; (2)S、SiO2不与硫酸反应; (3)根据Ksp[Fe(OH)3]计算; (4)滤渣Ⅱ为Fe(OH)3,受热分解得到Fe2O3; (5)阳极发生氧化反应,MnSO4失去电子产生MnO2;阴极由氢离子得电子生成氢气。 (1)为了提高浸取率,将软锰矿磨成细粉,主要目的是:增大接触面积,提高硫酸浸取时的浸取率及反应速率;MnO2和FeS2与硫酸反应生成S、MnSO4及Fe2(SO4)3,则化学方程式为3MnO2+2FeS2+6H2SO4=3MnSO4+Fe2(SO4)3+4S+6H2O; (2)S、SiO2不与硫酸反应,最后以沉淀的形式分离出来; (3)pH=4时,c(OH-)=10-10mol/L,c(Fe3+)===1×10-8mol/L; (4)步骤⑤所得的滤渣Ⅱ为Fe(OH)3,受热分解,得到Fe2O3,则化学方程式为:2Fe(OH)3≜Fe2O3+3H2O; (5)阳极发生氧化反应,MnSO4失去电子产生MnO2,电极反应式为:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+;阴极由氢离子得电子生成氢气。  
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菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含有少量FeAlCaMg等元素。氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:

已知:①相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

金属离子

Al3+

Fe3+

Fe2+

Ca2+

Mn2+

Mg2+

开始沉淀的pH

3.8

1.5

6.3

10.6

8.8

9.6

沉淀完全的pH

5.2

2.8

8.3

12.6

10.8

11.6

 

 

②常温下,CaF2MgF2的溶度积常数分别为1.46×1010 7.42×1011

回答下列问题:

(1) “焙烧时发生的主要反应的化学方程式为__________。气体X________(填化学式),写出它生活中的一种用途_______________

(2)焙烧时温度对锰浸出率的影响如图所示。焙烧时适应温度为_______________

(3)浸出液净化除杂过程如下:首先用MnO2Fe2+氧化为Fe3+,再调节溶液的pHAl3+Fe3+变成沉淀除去,溶液的pH的范围为____然后加入NH4FCa2+Mg2+转化为CaF2MgF2沉淀除去,两种沉淀共存时,溶液中 =________(所得结果保留两位小数)。

(4)碳化结晶的原理(用离子方程式表示): ______________________

(5)将制得的高纯度碳酸锰溶于过量稀硫酸后用惰性电极电解,在某极得到重要的无机功能材料MnO2,该电极的电极反应式为_________

(6)在该工艺流程中可以循环使用的物质有__________。(填化学式)

 

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硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣,其主要成分是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取七水硫酸镁的工艺流程如下:

回答下列问题:

(l)Na2B4O7·10H2O中B的化合价为__________

(2)Na2B4O7易溶于水,也易发生水【解析】
B
4O72-+7H2O4H3BO3(硼酸)+2OH-(硼酸在常温下溶解度较小)。写出加入硫酸时Na2B4O7发生反应的化学方程式:______________

(3)滤渣B中含有不溶于稀盐酸但能溶于热浓盐酸的黑色固体,写出生成黑色固体的离子方程式____________

(4)加入MgO的目的是___________________

(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:

温度(℃)

溶解度(g)

40

50

60

70

MgSO4

30.9

33.4

35.6

36.9

CaSO4

0.210

0.207

0.201

0.193

 

“操作A”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明“操作A”步骤为____________________

(6)硼砂也能在工业上制取NaBH4,NaBH4被称为有机化学中的“万能还原剂”。

①写出NaBH4的电子式:___________

②“有效氢含量”可用来衡量含氢还原剂的还原能力,其定义是:每克含氢还原剂的还原能力相当于多少克H2的还原能力。NaBH4的有效氢含量为_________(保留两位小数)。

③在碱性条件下,在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,写出阴极室的电极反应式:________

 

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有关元素WXYZ的信息如下,请用化学用语完成下列问题:

元素

信息

W

所在主族序数与所在周期序数之差为4,其单质在常温下呈黄绿色

X

X+的电子层结构与Ne相同

Y

生活中常见的金属,其制品在潮湿的空气中会生锈

Z

地壳中含量最多的金属元素

 

(1)请写出Z元素在周期表中的位置________。请写出Z高价氧化物的水化物与X最高价氧化物水化物反应的离子方程式________

(2)X在空气中加热,生成一种淡黄色固体,该固体的电子式是________

(3)以铜棒、石墨为电极材料,YW3溶液为电解质溶液,形成如图所示的原电池,则该原电池正极的电极反应式为________。如何检验正极反应的产物离子,请简述操作过程及现象________________

(4)YZ单质混合物质量为3.28g,总物质的量为0.1mol。加入足量盐酸溶解,再加入适量H2O2溶液,然后加入氨水恰好完全沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到固体的质量为________g。加入H2O2溶液反应的离子方程式为________

 

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一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:

已知:“反应Ⅱ”的离子方程式为Cu2++CuS+4C1-==2[CuCl2]-+S

回答下列问题:

(1)铁红的化学式为__________________

(2)“反应Ⅱ”的还原剂是_______________(填化学式);

(3)“反应III”的离子方程式为____________________________________

(4)辉铜矿的主要成分是Cu2S,可由黄铜矿(主要成分CuFeS2)通过电化学反应转变而成,有关转化如下如图 所示。转化时正极的电极反应式为___________________

(5)从辉铜矿中浸取铜元素,可用FeCl3作浸取剂。

①反应Cu2S+4FeCl32CuCl2+4FeCl2+S,每生成1mol CuCl2,反应中转移电子的数目为______;浸取时,在有氧环境下可维持Fe3+较高浓度。有关反应的离子方程式是__________

②浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时,铜元素的浸取率的变化如图,其原因是_______________

(6)CuCl悬浊液中加入Na2S,发生的反应为2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl(aq),该反应的平衡常数K __________________[已知Ksp(CuCl)=1.2×10-6 Ksp(Cu2S)=2.5×10-43]。

 

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工业上,从精制黑钨矿(FeWO4MnWO4)中提取金属钨的一种流程如下图所示,该流程同时获取副产物Fe2O3MnCl2

已知:I.过程①~④中,钨的化合价均不变;

Ⅱ.常温下钨酸难溶于水;

Ⅲ.25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×1038Ksp [Mn(OH)2]=4.0×1014

回答下列问题:

1)上述流程中的滤渣1”MnO2外还有_____气体除水蒸气、HCl外还有____(均填化学式)

2)过程①中MnWO4参与反应的化学方程式为______FeWO4参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________

3)已知WO3(s)+3H2(g)=W(s)+3H2O(g)  ΔH=a kJ·mol1

WO3(s)=WO3(g)  ΔH=b kJ·mol1

写出WO3(g)H2(g)反应生成W(s)的热化学方程式:_______

4)过程⑦在25℃时调pH,至少应调至_______(当离子浓度等于1.0×105mol·L1时,可认为其已沉淀完全)

5)过程⑧要获得MnCl2固体,在加热时必须同时采取的一项措施是__________

6)钠钨青铜是一类特殊的非化学计量比化合物,其通式为NaxWO3,其中0<x<1,这类化合物具有特殊的物理化学性质,是一种低温超导体。应用惰性电极电解熔融的Na2WO4WO2混合物可以制备钠钨青铜,写出WO42-在阴极上放电的电极反应式:___________

 

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