【題目】 高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料,工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含FeAl、MgZn、Ni、Si等元素)制備,工藝如下圖所示。回答下列問題:

相關(guān)金屬離子[c0(Mn+)=0.1 mol·L1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:

金屬離子

Mn2+

Fe2+

Fe3+

Al3+

Mg2+

Zn2+

Ni2+

開始沉淀的pH

8.1

6.3

1.5

3.4

8.9

6.2

6.9

沉淀完全的pH

10.1

8.3

2.8

4.7

10.9

8.2

8.9

1濾渣1”含有S________________;寫出溶浸中二氧化錳與硫化錳反應(yīng)的化學(xué)方程式_______

2氧化中添加適量的MnO2的作用是將________________________。

3調(diào)pH”除鐵和鋁,溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)為_______~6之間。

4除雜1”的目的是除去Zn2+Ni2+,濾渣3”的主要成分是______________。

5除雜2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度過高,Mg2+沉淀不完全,原因是______

6)寫出沉錳的離子方程式_____________________________________。

【答案】SiO2(不溶性硅酸鹽) MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O Fe2+氧化為Fe3+ 4.7 NiSZnS FH+結(jié)合形成弱電解質(zhì)HF,MgF2(s)Mg2++2F平衡向右移動 Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O

【解析】

硫化錳礦(還含Fe、Al、MgZn、NiSi等元素),MnS礦和MnO2粉加入稀硫酸,MnO2具有氧化性,二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成MnSO4、S,同時溶液中還有難溶性的SiO2及難溶性的硅酸鹽,所以得到的濾渣1SiO2S和難溶性的硅酸鹽;然后向?yàn)V液中加入MnO2,將還原性離子Fe2+氧化生成Fe3+,再向溶液中加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH除鐵和鋁,所以濾渣2Fe(OH)3Al(OH)3;根據(jù)流程圖,結(jié)合表格數(shù)據(jù),加入的Na2SZn2+、Ni2+反應(yīng)生成硫化物沉淀,除雜1”的目的是除去Zn2+Ni2+,所以濾渣3NiSZnS;除雜2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+,所以濾渣4MgF2,最后向?yàn)V液中加入碳酸氫銨得到MnCO3沉淀,用稀硫酸溶解沉淀MnCO3得到硫酸錳,據(jù)此分析解答。

(1)根據(jù)上述分析,濾渣1”含有S和難溶性的二氧化硅或硅酸鹽;溶浸中二氧化錳與硫化錳發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳離子、S和水,離子方程式為MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O,故答案為:SiO2(不溶性硅酸鹽)MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O;

(2)MnO2具有氧化性,能氧化還原性離子Fe2+生成Fe3+,從而在調(diào)節(jié)pH時除去這兩種離子,故答案為:將Fe2+氧化為Fe3+;

(3)“調(diào)pH”除鐵和鋁,溶液的pH應(yīng)該大于這兩種離子完全沉淀所需pH且小于其它離子生成沉淀的pH值,在pH=4.7Fe3+Al3+沉淀完全,在pH=6.2Zn2+開始產(chǎn)生沉淀,為了只得到氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀,需要溶液的pH范圍為4.76之間,故答案為:4.7;

(4)“除雜1”的目的是除去Zn2+Ni2+,這兩種離子和硫離子生成硫化物沉淀,所以濾渣3NiSZnS,故答案為:NiSZnS

(5)“除雜2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+,溶液中存在MgF2的溶解平衡,如果溶液酸性較強(qiáng),生成弱電解質(zhì)HF而促進(jìn)氟化鎂溶解,即F-H+結(jié)合形成弱電解質(zhì)HF,MgF2(s)Mg2++2F-平衡向右移動,所以鎂離子沉淀不完全,故答案為:F-H+結(jié)合形成弱電解質(zhì)HF,MgF2(s)Mg2++2F-平衡向右移動;

(6)“沉錳時錳離子和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸錳沉淀,同時還生成水、二氧化碳,離子方程式為Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O,故答案為:Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】元素的價(jià)類二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)知識的重要模型和工具,它指的是以元素的化合價(jià)為縱坐標(biāo),以物質(zhì)的類別為橫坐標(biāo)所繪制的二維平面圖像。下圖為鐵元素的價(jià)類二維圖,其中的箭頭 表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,下列說法正確的是( )

A. 鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①

B. FeO 是一種黑色粉末,不穩(wěn)定,在空氣中受熱,迅速發(fā)生轉(zhuǎn)化②生成紅棕色粉末

C. 由圖可預(yù)測高鐵酸鹽( FeO42- )具有強(qiáng)氧化性可用于消毒。FeO42- 與水反應(yīng)最終可生成 Fe(OH)3膠體,從而吸附水中的懸浮物,故高鐵酸鹽可用做凈水劑

D. 加熱 Fe(OH)3 發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥,加水溶解可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化③

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【題目】實(shí)驗(yàn)室常用鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%,密度為1.20 g·mL-1。

(1)此濃鹽酸中HCl的物質(zhì)的量濃度是________。

(2)配制100 mL該濃鹽酸,需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下HCl的體積為________

(3)配制100 mL 3.00 mol·L-1的鹽酸,需以上濃鹽酸的體積為________。

(4)將10.0 mL 3.00 mol·L-1的鹽酸與10.0 mL 1.00 mol·L-1的MgCl2溶液混合,則混合溶液中Cl的物質(zhì)的量濃度是________。(設(shè)混合后溶液的體積不變)

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【題目】已知:X、Y、Z是三種常見元素,X原子核內(nèi)只有一個質(zhì)子,Y原子的最外層電子數(shù)是次外層的三倍,且X、YZ均能形成中學(xué)常見的雙原子氣體單質(zhì),并有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:

請回答下列問題:

(1)寫出Y2的化學(xué)式____________。

(2)X2分別在Y2、Z2中點(diǎn)燃時火焰的顏色是________、_________

(3)Z2X2Y反應(yīng)生成兩種酸,其化學(xué)方程式為 ___________________。

(4)Z2NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。

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【題目】漂白粉的主要成分是次氯酸鈣和氯化鈣。請回答下列問題:

(1)漂白粉長期露置在空氣中會變質(zhì),寫出漂白粉變質(zhì)過程中涉及的化學(xué)方程式(若涉及氧化還原反應(yīng),請標(biāo)注電子轉(zhuǎn)移情況)____________________________。

(2)某化學(xué)小組將完全變質(zhì)后的漂白粉溶于水,向其中加入足量稀硝酸,共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下448mL氣體,則該漂白粉中所含有效成份的質(zhì)量為_____________(假設(shè)漂白粉中的其它成份不與硝酸反應(yīng))。

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【題目】一定量的Cu2S投入到足量濃硝酸中,收集到氣體nmol,向反應(yīng)后的溶液(存在Cu2+SO42-)中加入足量NaOH,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,過濾、洗滌、灼燒,得到CuO48.0g,若上述氣體為NONO2混合物,且體積比為12。則n為(

A.3.28B.1.80C.0.80D.1.63

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【題目】過氧化鈉與水反應(yīng)后滴加酚酞,酚酞先變紅后褪色。某小組欲探究其原因,進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):取反應(yīng)后溶液加入二氧化錳后迅速產(chǎn)生大量氣體實(shí)驗(yàn)、中紅色均不褪去。下列分析錯誤的是

A. 過氧化鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為O2

B. 過氧化鈉與水反應(yīng)需要MnO2作催化劑

C. 實(shí)驗(yàn)、證明使酚酞褪色的不是氫氧化鈉和氧氣

D. 過氧化鈉與水反應(yīng)可能生成了具有漂白性的H2O2

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【題目】已知A為淡黃色固體,R是地殼中含量最多的金屬元素的單質(zhì),T為生活中使用最廣泛的金屬單質(zhì),D 是具有磁性的黑色晶體,C、F是無色無味的氣體,H是白色沉淀,W溶液中滴加KSCN溶液出現(xiàn)紅色。

(1)物質(zhì)D的化學(xué)式為___________E化學(xué)式為___________。

(2)點(diǎn)燃?xì)怏wF前必須先___________________________。

(3)H在潮濕空氣中變成M的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________________________________,化學(xué)方程式為_________________________________。

(4)BR在溶液中反應(yīng)生成F的離子方程式為___________________________________。

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【題目】把鎂條投入盛有鹽酸的敞口容器中,產(chǎn)生氫氣的速率變化曲線如圖所示。下列因素中,影響該反應(yīng)速率的主要因素是

①鹽酸的濃度 ②鎂條的表面積 ③溶液的溫度 ④Cl-的濃度

A. ①④ B. ③④ C. ①③ D. ②③

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