解答题-工业流程题 适中0.65 引用1 组卷367
MnO2是重要的化工原料,由软锰矿(主要成分为MnO2,还含有少量Fe3O4、Al2O3和SiO2等杂质)和硫化锰(MnS)制备精MnO2的一种工艺流程如图:
已知:相关金属离子[c(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
回答下列问题:
(1)“滤渣1”中含有未反应完全的矿粉、S和______ 。
(2)“纯化”时加MnO2的作用是______ ,假定溶液中c(Mn2+)=0.1mol·L-1,则加入氨水调节溶液pH的范围为______ 。
(3)“沉锰”时生成MnCO3,工业上不直接用Na2CO3溶液来沉锰的原因为______ 。
(4)“热分解”后所得物质中还有少量MnO,需进一步进行氧化,“氧化”时生成的气体2为氯气,写出该过程中发生反应的化学方程式______ 。
(5)操作x为______ 。
(6)工业上还可用电解“Mn2+纯化液”来制取MnO2,其阳极电极反应式为______ 。电解后的废水中还含有少量Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na2S进行二级沉降。已知Ksp(MnS)=2.5×10-10,欲使溶液中c(Mn2+)≤1.0×10-5mol·L-1,则应保持溶液中c(S2-)______ ≥mol·L-1。
已知:相关金属离子[c(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
Fe3+ | Al3+ | Mn2+ | Fe2+ | |
开始沉淀时 | 1.5 | 3.4 | 5.8 | 6.3 |
完全沉淀时 | 2.8 | 4.7 | 7.8 | 8.3 |
回答下列问题:
(1)“滤渣1”中含有未反应完全的矿粉、S和
(2)“纯化”时加MnO2的作用是
(3)“沉锰”时生成MnCO3,工业上不直接用Na2CO3溶液来沉锰的原因为
(4)“热分解”后所得物质中还有少量MnO,需进一步进行氧化,“氧化”时生成的气体2为氯气,写出该过程中发生反应的化学方程式
(5)操作x为
(6)工业上还可用电解“Mn2+纯化液”来制取MnO2,其阳极电极反应式为
2021·安徽合肥·三模
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MnSO4是一种重要的化工产品。以菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含有Fe3O4、FeO、CoO等)为原料制备MnSO4的工艺流程如图。
资料:金属离子形成氢氧化物沉淀的pH:
(1)酸浸后所得溶液的金属阳离子包括Mn2+、Co2+、___________ 。
(2)沉淀池1中,先加入MnO2充分反应后再加氨水,写出加MnO2时发生反应的离子方程式___________ 。
(3)沉淀池2中,不能用NaOH代替含硫沉淀剂,原因是___________ 。
(4)如图1为MnSO4和(NH4)2SO4的溶解度曲线。从“含MnSO4溶液”中提取“MnSO4晶体”的操作为___________ 、___________ 、洗涤干燥。
(5)用惰性电极电解酸化后的MnSO4溶液可进一步获得MnO2,电解过程中阳极的电极反应式为___________ ;电解后的废水中还含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na2S,进行二级沉降。欲使溶液中c (Mn2+) ≤1.0×10-5 mol·L-1,则应保持溶液中c(S2−)最低为___________ mol·L-1(保留2位有效数字)。(已知常温下MnS的Ksp=1.0×10-11)
(6)MnSO4·H2O样品受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化曲线)如图2所示。
a点时固体物质的化学式为:___________ 。1150℃时,发生反应的化学方程式为:___________ 。
资料:金属离子形成氢氧化物沉淀的pH:
金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Co2+ | Mn2+ |
开始沉淀 | 1.5 | 6.3 | 7.4 | 7.6 |
完全沉淀 | 2.8 | 8.3 | 9.4 | 10.2 |
(2)沉淀池1中,先加入MnO2充分反应后再加氨水,写出加MnO2时发生反应的离子方程式
(3)沉淀池2中,不能用NaOH代替含硫沉淀剂,原因是
(4)如图1为MnSO4和(NH4)2SO4的溶解度曲线。从“含MnSO4溶液”中提取“MnSO4晶体”的操作为
(5)用惰性电极电解酸化后的MnSO4溶液可进一步获得MnO2,电解过程中阳极的电极反应式为
(6)MnSO4·H2O样品受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化曲线)如图2所示。
a点时固体物质的化学式为:
以菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含有Fe3O4、FeO、MgCO3等杂质)为原料制备MnSO4的工艺流程如下图:
已知:常温下,Ksp(MnS)=1×10-11.金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
(1)酸浸时选择H2SO4而不是HCl的原因可能是___________ 和___________ ,沉淀池1中,加入MnO2时发生反应的离子方程式为___________ 。
(2)该工艺流程中废渣和沉淀1、2均需用水洗涤,并将洗涤液返回酸浸工序,目的是___________ 。
(3)沉淀2的化学式是___________ ,不能用NaOH代替NaF,其原因是___________ 。
(4)含MnSO4溶液中还含有___________ 杂质(填离子符号),利用KMnO4溶液与Mn2+反应生成黑色沉淀的现象可以检验Mn2+,发生反应的离子方程式为___________ 。
(5)电解MnSO4溶液可进一步获得二氧化锰,电解后的废水中还含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na2S,进行二级沉降。欲使溶液中c(Mn2+)≤1.0×10-5 mol·L-1,则应保持溶液中c(S2-)≥___________ mol·L-1。
已知:常温下,Ksp(MnS)=1×10-11.金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Mn2+ | Mg2+ |
开始沉淀 | 1.5 | 6.3 | 7.6 | 9.6 |
完全沉淀 | 2.8 | 8.3 | 10.2 | 11.6. |
(2)该工艺流程中废渣和沉淀1、2均需用水洗涤,并将洗涤液返回酸浸工序,目的是
(3)沉淀2的化学式是
(4)含MnSO4溶液中还含有
(5)电解MnSO4溶液可进一步获得二氧化锰,电解后的废水中还含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na2S,进行二级沉降。欲使溶液中c(Mn2+)≤1.0×10-5 mol·L-1,则应保持溶液中c(S2-)≥
高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如图所示。回答下列问题:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol∙L-1]形成氢氧化物沉淀的 pH范围如表:
(1)“滤渣1”含有S和_______ ; 写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式为_______
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将 Fe2+氧化为 Fe3+,写出该反应的离子方程式为_______ 。
(3)调pH范围为4.7~6,滤渣2成分的化学式为_________ 。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和 Ni2+,“滤渣3”的主要成分是__________ 。
(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是_______ 。
(6)写出“沉锰”的离子方程式_______
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为 LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn 的化合价分别为+2、+3、+4 当x=y=时,z=_______ 。
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol∙L-1]形成氢氧化物沉淀的 pH范围如表:
金属离子 | Mn2+ | Fe2+ | Fe³⁺ | Al3⁺ | Mg2+ | Zn2+ | Ni2+ |
开始沉淀的 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)“滤渣1”含有S和
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将 Fe2+氧化为 Fe3+,写出该反应的离子方程式为
(3)调pH范围为4.7~6,滤渣2成分的化学式为
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和 Ni2+,“滤渣3”的主要成分是
(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是
(6)写出“沉锰”的离子方程式
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为 LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn 的化合价分别为+2、+3、+4 当x=y=时,z=
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