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解答题-工业流程题 较难0.4 引用1 组卷395
以大洋锰结核(主要由MnO2和铁氧化物组成，还含有Al、Mg、Zn、Ca、Si等元素)为原料，制备MnxOy及Mn(H2PO4)2·2H2O，所得产品具有广泛的用途。制备过程如下图所示：

已知：①金属离子浓度≤10-5mol/L时，认为该离子沉淀完全。相关离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子Mn2＋Fe2＋Fe3＋Al3＋Mg2＋Zn2＋
开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.2
沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.2
②25℃时，Ksp(ZnS)=2.9×10-25；Ksp(MnF2)=5.3×10-3；Ksp(MgF2)=7.4×10-11；Ksp(MnCO3)=1.0×10-11。
(1)基态锰原子的价层电子轨道表示式为___________。
(2)“浸取”时，有副产物MnS2O6生成，请写出该副反应的化学方程式___________。温度对锰的浸出率、MnS2O6生成率的影响如图所示，为了减少副产物的生成，最适宜的温度___________。

(3)“调pH”时，应控制的pH范围是___________。“净化”后滤渣3的主要成分___________。
(4)“沉锰”时，加入过量NH4HCO3溶液，该反应的离子方程式为___________。若改用加入(NH4)2CO3溶液，还会产生Mn(OH)2，可能的原因是：MnCO3(s)＋2OH-(aq) Mn(OH)2(s)＋CO32-(aq)，25℃时，计算该反应的平衡常数的对数值lg K = ___________(填数值)。
(5)要将“溶解”后的溶液制得Mn(H2PO4)2·2H2O晶体，操作X为___________、过滤、洗涤、干燥。
(6)“煅烧”时，不同条件下煅烧可制得不同锰的氧化物晶体。
①晶体Ⅰ可作脱硫剂，其长方体晶胞结构如图。阿伏伽德罗常数为NA mol-1，则晶体Ⅰ的密度为___________g·cm-3。

②晶体Ⅱ可作电池正极材料，通过Zn2+在晶体Ⅱ中嵌入和脱嵌，实现电极材料充放电的原理如图所示。“ii”代表电池___________(填“充电”或“放电”)过程，“iii”的电极反应式为___________。
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知识点：化学平衡常数的有关计算晶胞的有关计算物质分离、提纯综合应用常见无机物的制备 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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以大洋锰结核(主要由和铁氧化物组成，还含有等元素)为原料，制备及，所得产品具有广泛的用途。制备过程如图所示：

已知：相关离子形成氢氧化物沉淀时的范围如下：
金属离子
开始沉淀时的8.16.31.53.48.96.2
沉淀完全时的10.08.32.84.710.98.2
②时，；；；。
(1)基态的价电子排布式为___________。
(2)“浸取”时，有副产物生成，请写出该副反应的化学方程式___________。
(3)“调”时，应控制的范围是___________。“净化”后滤渣3的主要成分___________。
(4)要将“溶解”后的溶液制得晶体，操作X为___________、过滤、洗涤、干燥。
(5)将“沉锰”后得到的煅烧得到固体产物，其固体产物的晶胞(立方体结构)如下晶体A所示。经测定，该晶胞中最近两个的距离为。则该固体产物的密度为___________。(设为阿伏加德罗常数，用含x和的代数式表示)
(6)“煅烧”时，不同条件下煅烧可制得不同锰的氧化物晶体。晶体A可作电池正极材料，通过晶体A中嵌入和脱嵌，实现电极材料充放电的原理如图所示。“iii”的电极反应式为___________。
以大洋锰结核(主要由和铁氧化物组成，还含有等元素)为原料，制备及，所得产品具有广泛的用途。制备过程如图所示：

已知：相关离子形成氢氧化物沉淀的范围如下：
金属离子
开始沉淀的8.16.31.53.48.96.2
沉淀完全的10.18.32.84.710.98.2
②时，。
(1)基态锰原子的价层电子轨道表示式为___________。
(2)“浸取”时，有副产物生成，请写出该副反应的化学方程式___________。
(3)“调”时，应控制的范围是___________。“净化”后滤渣3的主要成分___________。
(4)“沉锰”时，加入过量溶液，该反应的离子方程式为___________。
(5)要将“溶解”后的溶液制得晶体，操作为___________、过滤、洗涤、干燥。
(6)“煅烧”时，不同条件下煅烧可制得不同锰的氧化物晶体。晶体1可作电池正极材料，通过晶体Ⅰ中嵌入和脱嵌，实现电极材料充放电的原理如图所示。“ⅱ”代表电池___________ (填“充电”或“放电”)过程，“ⅲ”的电极反应式为___________ 。
(7)

(8)
马日夫盐[Mn(H2PO4)2•2H2O]常用于机械设备的磷化处理，可起到防锈效果。以水锰矿[主要成分为MnO(OH)，还含有少量的Fe2O3、SiO2及微量的CaO、Al2O3]为原料制备马日夫盐的一种工艺流程如图所示。

已知：①25℃时，金属离子在水溶液中的平衡浓度的对数与溶液的pH的关系如图所示。此实验条件下Mn2+开始沉淀的pH=7.54。

②当溶液中剩余的某金属离子浓度≤1×10-5mol/L时，通常认为该金属离子已沉淀完全。
回答下列问题：
(1)“溶浸”过程中主要成分发生反应的化学方程式为_______，为提高SO2的吸收率，可采取的措施是_______(写出两条即可)。
(2)“滤渣2”的主要成分为_______(写化学式)。“氧化、除杂”步骤中不宜使用H2O2替代MnO2，原因是_______。加入氨水的目的是调节pH，应控制pH的范围是________之间。
(3)加入NaF可以使Ca2+转化为CaF，沉淀除去，要使Ca2+完全沉淀，该步骤中应控制溶液中F-浓度不小于______mol/L。[已知：Ksp(CaF2)=3.6×10-12]。
(4)“沉锰”步骤中Mn2+转化为MnCO3沉淀，反应的离子方程式为_______。
(5)CaO晶胞的结构如图所示，CaO晶体中Ca2+的配位数为______，距离最近的Ca2+和O2-的核间距为apm，则CaO晶体的密度为_______g/cm3(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。

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