Question

红帘石矿的主要成分为Fe₃O₄、Al₂O₃、MnCO₃、Mg0少量MnO₂ 等。工业上将红帘石处理后运用阴离子膜电解法的新技术提取金属钰并制得绿色高效的水处理剂(K₂FeO₄)。工业流程如下:

(1)在稀硫酸浸取矿石的过程中，MnO₂可将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，写出该反应的离子方程式:________。

(2)浸出液中的阳离子除H⁺、Fe²⁺、Fe³⁺外还有_______(填离子符号)。

(3)已知:不同金属离子生成生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:

离子	Fe^3+	A1^3+	Fe^2+	Mn^2+	Mg^2+
开始沉淀的pH	2.7	3.7	7.0	7.8	9.6
完全沉淀的pH	3.7	4.7	9.6	9.8	11.1

步骤②中调节溶液的pH 等于6，调节pH的试剂最好选用下列哪种试剂:_______(填选项字母，下同)滤渣B除掉杂质后可进一步制取K₂FeO₄，除掉滤渣B中杂质最好选用下列哪种试剂:_____。

a.稀盐酸      b.KOH         c.氨水        d.MnCO₃       e.CaCO₃

(4)滤渣B经反应④生成高效水处理剂的离子方程式_______________。

(5)电解装置如图所示，箭头表示溶液中阴离子移动的方向；则与A电极连接的是直流电源的_____极。阳极电解液是稀硫酸，若阴极上只有锰单质析出，当生成11g锰时，另一个电极上产生的气体在标准状况下的体积为________。

Answer

MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O Mn2+、Mg2+、Al3+ d b 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 负 2.24L

【解析】(1)在稀硫酸浸取矿石的过程中，MnO2可将Fe2+氧化为Fe3+，该反应的离子方程式: MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O。

(2) 红帘石矿的主要成分为Fe3O4、Al2O3、MnCO3、Mg0少量MnO2 等，加稀硫酸后发生反应，浸出液中的阳离子除H+、Fe2+、Fe3+外还有Mn2+、Mg2+、Al3+ 。

（3）步骤②中调节溶液的pH等于6，最好选用MnCO3，不会增加新杂质。根据表中所给数据，pH=6时，Fe3+、Al3+完全沉淀，所以滤渣B的成分为Fe(OH)3和Al(OH)3，除去Al(OH)3可加入 KOH溶液，使Al(OH)3溶解。本题答案：d b。

(4) 滤渣B含Fe(OH)3，被ClO‾氧化为FeO42‾，离子方程式为：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O；

(5)电解时，电解质溶液中阴离子移向阳极，所以电极B与直流电源的正极相连做阳极，则A电极与直流电源的负极相连做阴极；若阴极上只有锰单质析出，当生成11g锰为0.2mol时，Mn2+Mn2e— 转移的电子数为0.4mol,阳极：4OH-－4e—＝O2↑+2H2O,产生的氧气为0.1mol,标况下体积为2.24L。答案：负 . 2.24L。