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【題目】工業(yè)上用菱錳礦(MnCO3)[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等雜質]為原料制取二氧化錳,其流程示意圖如下:

已知:生成氫氧化物沉淀的pH

Mn(OH)2

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Cu(OH)2

開始沉淀時

8.3

6.3

2.7

4.7

完全沉淀時

9.8

8.3

3.7

6.7

注:金屬離子的起始濃度為0.1mol/L,回答下列問題:
(1)含雜質的菱錳礦使用前需將其粉碎,主要目的是 . 鹽酸溶解MnCO3的化學方程式是
(2)向溶液1中加入雙氧水時,反應的離子方程式是
(3)濾液2中加入稍過量的難溶電解質MnS,以除去Cu2+ , 反應的離子方程式是
(4)將MnCl2轉化為MnO2的一種方法是氧化法.其具體做法是用酸化的NaClO3溶液將MnCl2氧化,該反應的離子方程式為:Mn2++ClO3+=++
(5)將MnCl2轉化為MnO2的另一種方法是電解法.
①陽極生成MnO2的電極反應式是
②若直接電解MnCl2溶液,生成MnO2的同時會產生少量Cl2 . 檢驗Cl2的操作是
③若在上述MnCl2溶液中加入一定量的Mn(NO32粉末,則無Cl2產生.其原因是

【答案】
(1)增大接觸面積,提高反應速率;MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O
(2)2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+
(3)MnS+Cu2+=Mn2++CuS
(4)5;2;4H2O;1Cl2↑;5MnO2;8H+???
(5)Mn2+﹣2e+2H2O=MnO2+4H+;將潤濕的淀粉碘化鉀試紙置于陽極附近,若試紙變藍則證明有Cl2生成;其它條件不變下,增大Mn2+濃度或增大 ,有利于Mn2+放電(不利于Cl放電)
【解析】解:菱錳礦用鹽酸酸浸,MnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3與鹽酸反應,SiO2不與鹽酸反應,過濾得到濾渣1為SiO2 , 濾液1中含有氯化鎂、氯化亞鐵、氯化銅及剩余的HCl,向濾液中加入生石灰,調節(jié)溶液pH=4,加入過氧化氫將溶液中Fe2+氧化為Fe3+ , 在PH=4時氧化得到Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀,過濾除去,濾液2中加入MnS,將溶液中Cu2+轉化為CuS沉淀過濾除去,濾液3中為MnCl2 , 系列轉化得到MnO2
(1.)將菱錳礦粉碎,可以增大接觸面積,提高反應速率;碳酸鎂與鹽酸反應生成氯化鎂、二氧化碳與水,反應方程式為:MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O,所以答案是:增大接觸面積,提高反應速率;MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O;
(2.)加入過氧化氫將溶液中Fe2+氧化為Fe3+ , 在PH=4時氧化得到Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀,根據電荷守恒有氫離子生成,反應離子方程式為:2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+ , 所以答案是:2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+;
(3.)MnS與氯化銅反應轉化更難溶的CuS,同時得到氯化鎂,反應離子方程式為:MnS+Cu2+=Mn2++CuS,所以答案是:MnS+Cu2+=Mn2++CuS;
(4.)用酸化的NaClO3溶液將MnCl2氧化得到MnO2 , Mn元素發(fā)生氧化反應,則Cl元素發(fā)生還原反應生成Cl2 , 由于在酸性條件下反應,根據電荷守恒可知,生成物中有H+生成,根據H元素守恒,可知反應物中缺項物質為H2O,配平后離子方程式為:5Mn2++2ClO3+4H2O=Cl2↑+5MnO2+8H+ , 所以答案是:5,2,4H2O,1Cl2↑,5MnO2 , 8H+;
(5.)①由題意可知,Mn2+轉化為MnO2 , 發(fā)生氧化反應,由O元素守恒可知有水參加反應,由電荷守恒可知應有H+生成,電極反應式為:Mn2+﹣2e+2H2O=MnO2+4H+ , 所以答案是:Mn2+﹣2e+2H2O=MnO2+4H+;②生成氯氣發(fā)生氧化反應,在陽極產生,檢驗Cl2的操作是:將潤濕的淀粉碘化鉀試紙置于陽極附近,若試紙變藍則證明有Cl2生成,所以答案是:將潤濕的淀粉碘化鉀試紙置于陽極附近,若試紙變藍則證明有Cl2生成;③Mn2+、Cl都在陽極放電,二者為競爭關系,增大Mn2+濃度或增大 ,有利于Mn2+放電(不利于Cl放電),所以答案是:其它條件不變下,增大Mn2+濃度或增大 ,有利于Mn2+放電(不利于Cl放電).

練習冊系列答案
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A.放電時,LiMn2O4發(fā)生氧化反應

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序號

檢 驗 方 法

結 論

A

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未知溶液中一定含有Cl

B

向一種未知溶液中滴加鹽酸,有氣泡產生

未知溶液中一定含有CO

C

將一種未知氣體通入品紅溶液,溶液褪色,加熱后又恢復紅色

未知氣體是SO2

D

向一種未知溶液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀

未知溶液中一定含有SO


A.A
B.B
C.C
D.D

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④給試管中的液體加熱時,液體體積不超過試管容積的三分之一
⑤點燃盛滿酒精的酒精燈.
A.僅①②
B.僅①②③
C.僅①②④
D.全部

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