满分5 > 高中化学试题 >

二氧化锰不仅是活性好的催化剂,也被广泛用作干电池的正极材料。某化学小组设计用高硫...

二氧化锰不仅是活性好的催化剂,也被广泛用作干电池的正极材料。某化学小组设计用高硫锰矿(主要成分为锰的化合物和硫化亚铁)为原料制取二氧化锰的工艺流程如图:

已知:①混合焙烧后的烧渣含MnSO4Fe2O3及少量FeOMgOAl2O3

②在该条件下,金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表:

金属离子

Fe3+

Fe2+

Al3+

Mn2+

开始沉淀

1.8

6.8

4.0

7.5

完全沉淀

3.2

8.0

5.0

8.4

 

(1)写出浸出时与铝元素有关的离子反应方程式____

(2)上述氧化步骤是否可省略____(”),你的依据是 _____

(3)“pH除铁铝’’时,生成沉淀的pH范围为____氟化除杂中除去的离子为____

(4)请用平衡移动原理解释除杂处理后的Mn2+NH4HCO3转化成MnCO3沉淀的过程___(用文字和离子方程式表达)

(5)用惰性电极电解MnSO4制备MnO2时,其阳极反应式为____;整个流程中能够循环利用的物质除MnO2外还有___(写名称)

 

Al2O3+6H+=3H2O+2Al3+ 否 若不进行氧化,则Fe2+被完全沉淀的pH为8.0,此时Mn2+也会被部分沉淀,造成损失 5.0≤pH<7.5 Mg2+、Ca2+ 加入NH4HCO3后,Mn2+与HCO3-电离出的CO32-生成MnCO3,HCO3-⇌H++ CO32-、Mn2++CO32-⇌MnCO3,HCO3-电离出H+与另一部分HCO3-反应生成H2O和CO2,促进上述两个平衡正向移动,从而生成MnCO3沉淀 Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ 硫酸 【解析】 高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)与氧化锰矿混合焙烧,得到MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO,加入硫酸,得到Mn2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+的酸性溶液,加入二氧化锰将亚铁离子氧化为铁离子便于除去,再加入碳酸钙中和,将铁离子与铝离子以氢氧化物的形式除去,加入MnF2除杂,使溶液中的Mg2+、Ca2+沉淀完全,此时溶液中的金属离子为锰离子,加入碳酸氢铵发生Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O,加入硫酸溶解碳酸锰得到硫酸锰溶液,经过电解得到二氧化锰,据此分析解答。 (1)浸出时Al2O3与硫酸反应生成硫酸铝,与铝元素有关的离子反应方程式为:Al2O3+6H+=3H2O+2Al3+; (2)根据沉淀表格数据,若不进行氧化,则Fe2+被完全沉淀的pH为8.0,此时Mn2+也会被部分沉淀,造成损失,则上述“氧化”步骤不可省略; (3)“调pH除铁铝’’时,根据数据,pH为5.0时铝离子完全沉淀,pH为7.5时锰离子开始沉淀,则生成沉淀的pH范围为5.0≤pH<7.5;根据分析,“氟化除杂”中加入MnF2除杂,使溶液中的Mg2+、Ca2+沉淀完全,除去的离子为Mg2+、Ca2+; (4)加入NH4HCO3后,Mn2+与HCO3-电离出的CO32-生成MnCO3,HCO3-⇌H++ CO32-、Mn2++CO32-⇌MnCO3,HCO3-电离出H+与另一部分HCO3-反应生成H2O和CO2,促进上述两个平衡正向移动,从而生成MnCO3沉淀; (5)用惰性电极电解MnSO4制备MnO2时,其阳极发生氧化还原,化合价升高失电子,锰元素由+2价升高为+4价,失电子被氧化,则阳极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+;硫酸根离子与氢离子结合生成硫酸,则整个流程中能够循环利用的物质除MnO2外还有硫酸。  
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

对下列溶液的分析正确的是

A.常温下pH=12NaOH溶液,升高温度,其pH增大

B.0.1mol/L NaHSO3溶液通入氨气至中性时

C.0.01 mol/L醋酸溶液加水稀释时,原溶液中水的电离程度增大

D.在常温下,向二元弱酸的盐NaHA溶液中加入少量NaOH固体将增大

 

查看答案

某化学小组设计全氢电池如图中甲池(其中ab为多孔石墨电极),拟用该电池电解处理生活污水,达到絮凝净化的目的。其工作原理示意图:

闭合K工作过程中,下列分析错误的是

A.甲池中a极反应为:H2-2e-+2OH-=2H2O

B.乙池中Fe电极区附近pH增大

C.一段时间后,乙池的两极间出现污染物颗粒沉降现象

D.如果Al电极上附着较多白色物质,甲池中Na+经过交换膜速率定会加快

 

查看答案

abcde为原子序数依次增大的五种常见短周期元素,可组成一种化合物A,其化学式为ba4d(ec4)2A能够发生如下转化关系:

己知C的分子式为ba3,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。则下列说法正确的是

A.原子半径b>c

B.e的氧化物的水化物为强酸

C.化合物A为共价化合物

D.元素非金属性强弱c<e

 

查看答案

亚硝酸钠广泛用于媒染剂、漂白剂等。某兴趣小组用下列装置制取较纯净的NaNO2

     

反应原理为:2NO+Na2O2=2NaNO2。已知:NO能被酸性KMnO4氧化成NO3-MnO4-被还原为Mn2+。下列分析错误的是

A.甲中滴入稀硝酸前需通人N2

B.仪器的连接顺序为a-f-g-d-e-b

C.丙中CaCl2用于干燥NO

D.乙中吸收尾气时发生的离子反应为3MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O

 

查看答案

NA为阿伏加德罗常数值。如图表示N2OPt2O+表面与CO反应转化成无害气体的过程。下列说法正确的是

A.N2O转化成无害气体时的催化剂是Pt2O2+

B.1mol Pt2O+转化为Pt2O2+得电子数为3NA

C.将生成的CO2通人含大量SiO32-Na+Cl-的溶液中,无明显现象

D.1g CO2 N2O的混合气体中含有电子数为0.5NA

 

查看答案
试题属性

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.