Question

【題目】以電解法生產(chǎn)金屬錳產(chǎn)生的陽(yáng)極泥中，其錳含量高達(dá)40%～50%，主要成分為MnO2的水合物，且含有顯著量的Pb2+、Sn2+等重金屬雜質(zhì)。本工藝采用富含纖維素的木屑在較濃硫酸的作用下，膨脹、水解，生成葡萄糖；酸性條件下，葡萄糖與陽(yáng)極泥中的二氧化錳反應(yīng)生成可溶性的硫酸錳。

回答下列問(wèn)題：

（1）工業(yè)上電解硫酸錳的水溶液生產(chǎn)金屬錳，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為__________。

（2）配平“浸出”步驟中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：C6 H12O6+_____MnO2+_____H2SO4=____MnSO4+____CO2↑+____H2O，_____________________

（3）若取消“除酸”操作步驟，將會(huì)產(chǎn)生______氣體（寫(xiě)化學(xué)式）而污染環(huán)境。

（4）本工藝的一種副產(chǎn)品是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，寫(xiě)出其化學(xué)式：__________。

（5）取一定量的陽(yáng)極泥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，得到如右圖象。硫酸的最合適用量為_____mL，若再增加硫酸的用量，將會(huì)導(dǎo)致________。(寫(xiě)化學(xué)式)的消耗量增大。

（6）某陽(yáng)極泥中MnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.0%，將174 g該陽(yáng)極泥與320 g濃鹽酸(溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%)混合加熱，則產(chǎn)生的氯氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下應(yīng)少于_____L（精確到0.1，假設(shè)陽(yáng)極泥中的其他成分不參與反應(yīng)）。

Answer 1

【答案】 4OH- -4e- =2H2O+O2↑ 12，12，12，6，18 H2S或SO2 (NH4)2SO4 28 CaCO3 17. 9

【解析】（1）工業(yè)上電解硫酸錳的水溶液生產(chǎn)金屬錳，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為4OH- -4e- =2H2O+O2↑。

（2） “浸出”步驟中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為C6H12O6+12MnO2+12H2SO4=12MnSO4+6CO2↑+18H2O。

（3）若取消“除酸”操作步驟，后面加入硫化銨除重金屬時(shí)，較濃的硫酸既有酸性又有強(qiáng)氧化性，其與硫化銨反應(yīng)將會(huì)產(chǎn)生H2S或SO2氣體而污染環(huán)境。

（4）本工藝的一種副產(chǎn)品硫酸銨是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，其化學(xué)式為(NH4)2SO4。

（5）由圖象可知，硫酸的用量為28mL時(shí)，錳的浸出率最高，所以硫酸的最合適用量為28mL，若再增加硫酸的用量，將會(huì)導(dǎo)致后續(xù)除酸劑CaCO3的消耗量增大。

（6）174 g該陽(yáng)極泥含MnO2的質(zhì)量為87g，其物質(zhì)的量為1mol；320 g濃鹽酸(溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%)含HCl的物質(zhì)的量為3.2mol，由反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，濃鹽酸不足，而且濃鹽酸反應(yīng)一段時(shí)間后其濃度減小到一定程度后，就不再反應(yīng)了，則產(chǎn)生的氯氣的物質(zhì)的量要小于n(HCl)，即小于0.8mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氯氣的體積應(yīng)少于17. 9L。