试题详情
解答题-工业流程题 较难0.4 引用1 组卷207
硫酸锰是一种重要的化工原料，在农业、电化学和建筑等领域均有广泛应用。工业上由软锰矿(主要成分为MnO2，含Fe、Al、Si等氧化物杂质)和闪锌矿(主要为成分为ZnS，含有Fe、Mn等硫化物杂质)为原料制备MnSO4，其工艺如下图所示：

已知：①常温下Ksp(ZnS)=3.0×10-25，Ksp(MnS)=4.5×10-14.
②该工艺条件下，溶液中金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+
开始沉淀的pH8.16.31.53.5
沉淀完全的pH10.18.32.84.3
回答下列问题：
(1)“酸浸”后过滤洗涤滤渣1，通常要将洗涤液与滤液合并，其目的是___________。从“滤渣1”中可获得一种淡黄色非金属单质的副产品，其化学式为___________。
(2)“沉锌”时转化反应的平衡常数K=___________，用沉淀溶解平衡原理解释选择MnS“沉锌”的原因___________。
(3)若将“沉锌”与“氧化”两步操作交换，导致的结果为___________。
(4)利用MnCO3将溶液的pH应调节在________之间，”滤渣2”的成分为_________。
(5)工业上用电解MnSO4溶液制备Mn和MnO2，同时得到副产品，工作原理如下图所示，该电解池中的离子交换膜为___________(填“阳”或“阴”)离子交换膜，石墨电极发生的电极反应式为___________。

2023·甘肃·二模
收藏试题 下载试题 加入试题篮
知识点：溶度积常数相关计算电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断物质分离、提纯综合应用物质制备的探究 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
类题推荐
由软锰矿(主要成分是MnO2，还含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质)制备高纯碳酸锰、硫酸锰的一种工艺流程如图所示。

已知：①25℃时，Ksp(MnCO3)=1.810-11，Ksp(CaF2)=1.510-10，Ksp(MgF2)=7.410-11。
②一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如表所示。
金属氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3Mn(OH)2Al(OH)3
开始沉淀的pH6.82.38.13.4
完全沉淀的pH8.33.2104.7
回答下列问题：
(1)除去铁屑表面油污，可采用的方法是___________。
(2)已知“溶浸”时，Fe不能还原MnO2，但Fe2+能还原MnO2得到Mn2+。Fe2+还原MnO2的离子方程式是___________。
(3)“氧化”时，过氧化氢的实际消耗量远大于理论消耗量，其原因可能是___________。
(4)用CaCO3 “调pH”虽然成本较低，但会引入Ca2+等杂质，若使用___________(填化学式) “调pH”可避免此问题；调节pH步骤中，应控制的pH范围是___________。
(5)滤渣3的主要成分是___________(填化学式)。
(6)“沉锰”时发生反应的离子方程式为___________。
(7)硫酸锰在不同温度下的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如图所示。“结晶”是从“除杂”后过滤所得的滤液中获得MnSO4·H2O。其操作是___________，___________，洗涤，真空干燥。
软锰矿是锰矿石的主要存在形式之一，其主要成分为MnO2，含有SiO2、Fe2O3、MgCO3、CaCO3等杂质，可用于制取在电池领域、涂料工业和农业上均有重要用途的MnSO4。某制备MnSO4的工艺流程如图：

已知：①Fe(OH)3、Mn(OH)2的Ksp分别为1×10-39、4×10-14
②MnSO4的溶解度随温度变化的曲线如图所示。

回答下列问题：
(1)“酸浸还原”发生的主要反应的化学方程式为：____。
(2)“酸浸还原”后铁元素的存在形式为：____，滤渣1的主要成分是：____。
(3)“氧化”后溶液中Mn2+浓度为1mol/L，则“调pH”时为了确保Fe3+被沉淀完全(离子浓度不超过10-6mol/L)应控制的pH范围为：____(已知lg2=0.3)。
(4)“滤渣2”的主要成分是：____。
(5)“沉锰”时加入的试剂为氨水－NH4HCO3混合溶液，写出“沉锰”的离子方程式：____。
(6)采用“趁热过滤”操作的目的是：____。
(7)用1吨软锰矿制取硫酸锰，得到MnSO4质量为1660kg，求软锰矿中MnO2的含量为：____。(结果保留两位有效数字)
采用废铁屑还原软锰矿(软锰矿主要成分是MnO2，还含有Fe2O3、MgO、SiO2和NiCO3杂质)来制备Mn的工艺流程如图所示：

已知：① Ksp(MnS)= 2.81010，Ksp(NiS)= 2.010-21；②生成氢氧化物的pH见下表
离子Fe2+Fe3+Mg2+Ni2+Mn2+
开始沉淀的pH7.52.78.17.78.3
完全沉淀的pH9.73.79.48.49.8
回答下列问题：
(1)“酸浸”后矿渣的主要成分是___________。
(2)向“浸出液”中添加适量MnO2的目的是___________。
(3)“调节pH”操作中pH控制范围为___________。
(4)加入MnS“除杂”后滤渣为___________，该反应的离子方程式为___________。
(5)“沉锰”过程中温度和pH对Mn2+和Mg2+沉淀率的影响如下图所示。由图可知，“沉锰”的合适条件是___________；“沉锰”除去的杂质金属离子是___________。

(6)MnSO4溶液电解制备Mn的过程中，阳极的反应式为___________。阳极液可循环利用，其主要成分的化学式为___________。

组卷网是一个信息分享及获取的平台，不能确保所有知识产权权属清晰，如您发现相关试题侵犯您的合法权益，请联系组卷网

组卷
试题篮
我的