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解答题-工业流程题 较难0.4 引用1 组卷132
磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上用含锰的酸性废水(主要金属离子为、、，还含有少量、、和等离子)为原料，生产的工艺流程如图1。

已知该条件下、。
(1)流程中含锰废水经过前三步预处理，得到主要含有的母液。
①除铁铝时，在搅拌条件下先加入溶液，再加入溶液调节，加入溶液时发生反应的离子方程式为_______。
②除重金属时，滤渣的主要成分为_______。(填化学式)
③除钙镁时，为使沉淀完全(当离子浓度降到时，可视为沉淀完全)，需控制溶液中的最低浓度为_______。
(2)沉锰过程在为7.0条件下充分进行，反应温度对锰沉淀率的影响如图2所示。

①沉锰过程发生反应的离子方程式为_______。
②当温度超过30℃，沉锰反应的锰沉淀率随温度升高而下降的原因是_______。
(3)沉锰后过滤得到粗产品，依次用去离子水和无水乙醇各洗涤2～3次，再低温干燥，得到纯净的，用无水乙醇洗涤的目的是_______。
(4)测定碳酸锰产品的纯度：称取0.5000g碳酸锰产品于锥形瓶中，加25.00mL磷酸，加热，碳酸锰全部转化为，冷却至室温，加水稀释至100mL，滴加2～3滴指示剂，然后用浓度为的硫酸亚铁铵 []标准溶液滴定(反应为)，重复操作3次，记录数据如表，则产品的纯度=_______(MMn=55)。
滴定次数0.2000mol/L的硫酸亚铁铵标准溶液读数 (mL)
滴定前滴定后
10.1020.20
21.3221.32
31.0520.95
22-23高二下·四川眉山·阶段练习
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磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上用氯化铵焙烧锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：
   
已知：①锰矿粉的主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属Mn+离子c(Mn+) ═ 0.1 mol• L -1形成M(OH) n沉淀的pH范围如下：
金属离子Al3+Fe3+Fe2+Ca2+Mn2+Mg2+
开始沉淀的pH3.81.56.310.68.89.6
完全沉淀的pH5.22.88.312.610.811.6
③常温下，Ksp(CaF2) ═1.46×10-10 Ksp(MgF2) ═7.42×10-11 Ka(HF) ═1.00 ×10-4
回答下列问题：
（1）分析下列图1、图2，氯化铵焙烧锰矿粉的最佳条件是：__________________。
   
（2）“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_________________________。
（3）浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为__________；再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为沉淀除去；然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+沉淀除去，此时溶液pH为6，c(Mg2+)═4.64×10-6 mol·L-1，c(HF)为_________mol·L-1。
（4）碳化结晶时，反应的离子方程式为_____________________________________。
（5）碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液可能的原因是___________________。
（6）测定碳酸锰产品的纯度。
称取0.5000 g碳酸锰产品于锥形瓶中，加25.00 mL磷酸，加热，碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-，冷却至室温。加水稀释至100 mL，滴加2～3滴指示剂，然后用浓度为0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定（反应为：[Mn(PO4)2]3- +Fe2+ ═Mn2+ +Fe3++2PO43-）。重复操作3次，记录数据如下表：
滴定次数0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数（mL）
滴定前滴定后
10.1020.20
21.3221.32
31.0520.95
则产品的纯度=__________，若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡，则测得的碳酸锰粗产品的纯度___(填“偏高”“ 偏低”或“无影响”)。
磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上用氯化铵焙烧菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：
已知：①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属Mn+离子c(Mn+) ═ 0.1 mol• L -1形成M(OH) n沉淀的pH范围如下：
金属离子Fe3+Al3+Fe2+Mg2+Ca2+Mn2+
开始沉淀的pH1.53.86.39.610.68.8
沉淀完全的pH2.85.28.311.612.610.8


回答下列问题：
（1）“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_____________________________。
（2）浸出液“净化除杂”过程如下：①加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+；②调节溶液pH，将Al3+、Fe3+变为沉淀除去，调节pH范围为__________③加入NH4F将___________离子(填离子符号)沉淀除去。
（3）碳化结晶时，反应的离子方程式为_____________________________________。
（4）碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液可能的原因是________________。流程中能循环利用的物质除了氯化铵之外还有____________。
（5）测定碳酸锰产品的纯度。
称取0.5000 g碳酸锰产品于锥形瓶中，加25.00 mL磷酸，加热，碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-，冷却至室温。加水稀释至100 mL，滴加2～3滴指示剂，然后用浓度为0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定（反应为：[Mn(PO4)2]3- +Fe2+ ═Mn2+ +Fe3++2PO43-）。重复操作3次，记录数据如下表：
滴定次数0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数（mL）
滴定前滴定后
10.1020.20
21.3221.32
31.0520.95

则产品的纯度=__________，若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡，则测得的碳酸锰粗产品的纯度_______(填“偏高”“ 偏低”或“无影响”)。
磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上用氯化铵焙烧锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：

已知：①锰矿粉的主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属Mn+离子c(Mn+)＝0.1mol•L -1形成M(OH)n沉淀的pH范围如下：
金属离子Fe3+Al3+Fe2+Mg2+Ca2+Mn2+
开始沉淀的pH1.53.86.39.610.68.8
沉淀完全的pH2.85.28.311.612.610.8
回答下列问题：
（1）“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为___。
（2）浸出液“净化除杂”过程如下：①加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+；②__将Al3+、Fe3+变为沉淀除去；③加入NH4F将__离子沉淀除去。写出反应①的离子方程式为___；
（3）碳化结晶时，反应的离子方程式为___。
（4）碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液可能的原因是__。流程中能循环利用的物质除了氯化铵之外还有__。
（5）测定碳酸锰产品的纯度。
称取0.5000g碳酸锰产品于锥形瓶中，加25.00mL磷酸，加热，碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-，冷却至室温。加水稀释至100mL，滴加2～3滴指示剂，然后用浓度为0.2000mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定（反应为：[Mn(PO4)2]3- +Fe2+＝Mn2+ +Fe3++2PO43-）。重复操作3次，记录数据如下表：
滴定次数0.2000mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数（mL）
滴定前滴定后
10.1020.20
21.3221.32
31.0520.95
则产品的纯度=__，若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡，则测得的碳酸锰粗产品的纯度__(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

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