【題目】由碳酸錳礦(主要成分MnCO3,還含有FeCO3、MnO2Al2O3、SiO2)中提取金屬錳的一種流程如下:

(1) “酸浸過程中,提高錳元素浸出率的措施有:適當(dāng)提高酸的濃度、________________(填一種)。

(2) 保持其他條件不變,在不同溫度下對(duì)碳酸錳礦進(jìn)行酸浸,錳元素的浸出率隨時(shí)間變化如下圖所示,則酸浸的最佳溫度和時(shí)間分別是________。

  

提取過程中相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH

金屬離子

Fe3

Fe2

Al3

Mn2

開始沉淀的pH

1.8

5.8

3.0

7.8

完全沉淀的pH

3.2

8.8

5.0

9.8

(3) 已知酸浸后溶液中錳元素只以Mn2形式存在,則酸浸中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為________________________________________。

(4) 結(jié)合上表,“除鐵、鋁時(shí)加入氨水控制反應(yīng)液pH的范圍為________

(5) 若上述流程中加入的H2O2不足量,則待電解溶液中會(huì)有鐵元素殘余,進(jìn)而會(huì)影響最終錳的純度。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡要實(shí)驗(yàn)方案加以驗(yàn)證待電解溶液中是否含有鐵元素: _________________

(6) 以石墨為電極電解除鐵、鋁后的溶液獲得單質(zhì)錳。電解廢液中可循環(huán)利用的溶質(zhì)是________。

【答案】粉碎碳酸錳礦、適當(dāng)升溫、攪拌等(合理即可) 70 ℃120 min 2FeCO3MnO28H===2Fe3Mn22CO2↑+4H2O 5.0≤pH<7.8(5.07.8) 取樣,向其中滴加H2O2后,再滴入KSCN溶液,若溶液變成血紅色,則待電解液中含有鐵元素 H2SO4

【解析】

錳礦物的主要成分有MnCO3、MnO2FeCO3SiO2、Al2O3等,用硫酸溶解,SiO2不與硫酸反應(yīng),MnCO3、FeCO3Al2O3與硫酸反應(yīng)得到MnSO4、FeSO4Al2(SO4)3,而濾液里錳元素只以Mn2+的形式存在,且濾渣Ⅰ中也無MnO2,過濾除去二氧化硅等不溶物,濾渣Ⅰ為SiO2等不溶物。向?yàn)V液中加入過氧化氫將Fe2+離子氧化為Fe3+離子,再加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,過濾分離,濾液中含有MnSO4NH4SO4等,濾渣Ⅱ?yàn)?/span>Fe(OH)3、Al(OH)3,對(duì)濾液電解得到Mn,以此解答該題。

(1)為提高含錳礦物浸出速率,可采取的措施增大反應(yīng)物濃度、升高溫度、增大反應(yīng)物接觸面積等方法,如將礦石粉碎、升溫、適當(dāng)提高硫酸濃度、攪拌;

(2)浸出率越高越好,所用時(shí)間越少越好,根據(jù)圖知,溫度越高浸出率越高,但是溫度越高需要的能量越高,需要的溫度為70℃、時(shí)間為120min

(3)已知酸浸后溶液中錳元素只以Mn2形式存在,則發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式是亞鐵離子或碳酸亞鐵被二氧化錳氧化生成鐵離子,同時(shí)生成錳離子,離子方程式為2FeCO3MnO28H=2Fe3Mn22CO24H2O

(4)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知,pH5.0時(shí),Fe3+、Al3+沉淀完全,pH7.8時(shí)Mn2開始沉淀,所以pH的調(diào)控范圍為5.07.8(5.0≤pH<7.8)

(5)則待電解溶液中會(huì)有鐵元素殘余驗(yàn)證待電解溶液中是否含有鐵元素,檢驗(yàn)亞鐵離子即可,方法為:取樣,向其中滴加H2O2后再滴入KSCN溶液,若溶液變紅(或向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若產(chǎn)生藍(lán)色沉淀),則待電解液中含有Fe元素;

(6)根據(jù)分析,濾液中含有MnSO4、NH4SO4的溶液,電解發(fā)生的反應(yīng)為:2 MnSO4+2H2O2Mn+O2↑+2H2SO4,硫酸可在該工藝流程中可循環(huán)利用。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):下列說法不正確的是

A.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:

B.若容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)保持不變,說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)

C.足量,改變起始充入的濃度,達(dá)平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率不變

D.經(jīng)2min后,濃度下降了則反應(yīng)速度為

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】向體積均為2 L的兩個(gè)恒容密閉容器中分別充入1molSiHCl3,維持容器的溫度分別為T1℃和T2℃不變,發(fā)生反應(yīng):2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)SiCl4(g) ΔH1a kJ·mol1。反應(yīng)過程中SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說法正確的是

A.T1T2

B.T1℃時(shí),0~100min反應(yīng)的平均速率v(SiHCl3)0.001mol·(L·min)1

C.T2℃時(shí),反應(yīng)的平衡常數(shù):K1/64

D.T2℃時(shí),使用合適的催化劑,可使SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率與T1℃時(shí)相同

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列敘述正確的是(

A. 將稀氨水逐滴加入稀硫酸中,當(dāng)溶液pH=7時(shí),c(SO42-)c(NH4+)

B. 兩種醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度分別為c1c2,pH分別為aa+1,則c1=10c2

C. pH=11NaOH溶液與pH=3的醋酸溶液等體積混合,滴入石蕊溶液呈紅色

D. 0.1 mol/L的氨水中加入少量硫酸銨固體,則溶液中增大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】CaSO4代替O2與燃料反應(yīng)是一種高效、清潔、經(jīng)濟(jì)的新型燃燒技術(shù),如圖1所示。

燃燒器中反應(yīng)① 1/4CaSO4(s + H2(g = 1/4CaS(s + H2O(g △H1 (主反應(yīng))

反應(yīng)② CaSO4(s + H2(g = CaO(s + SO2g+ H2O(g △H2 (副反應(yīng))

再生器中反應(yīng):1/2 CaS(s + O2(g = 1/2CaSO4(s △H3

1)氣化反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________。

2)燃燒器中SO2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度T、壓強(qiáng)p (MPa)的變化曲線見圖2,從圖2中可以得出三條主要規(guī)律:

其他條件不變,溫度越高,SO2含量越高;

________________________________________________________

_________________________________________________________;

由圖2,為減少SO2的排放量,可采取的措施是______________________

3)該燃燒技術(shù)中可循環(huán)的物質(zhì)除CaSO4、CaS外,還有_________(寫名稱)。

4)在一定條件下,CO可與甲苯反應(yīng),在其苯環(huán)對(duì)位上引入一個(gè)醛基,產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為___________。

5)欲采用氯化鈀(PdCl2)溶液除去H2中的CO,完成以下實(shí)驗(yàn)裝置圖:

(注:CO + PdCl2 + H2O CO2+ Pd + 2HCl______________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某溫度下,三個(gè)容積均為2.0 L恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g),各容器中起始物質(zhì)的量濃度與反應(yīng)溫度如下表所示:

容器

溫度/℃

起始物質(zhì)的量濃度/(mol·L1)

NO(g)

CO(g)

N2

CO2

T1

0.10

0.10

0

0

T2

0

0

0.10

0.20

T2

0.10

0.10

0

0

反應(yīng)過程中甲、丙容器中CO2的物質(zhì)的量隨間變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是

A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)K(T1)<K(T2)

B.達(dá)到平衡時(shí),乙容器中的壓強(qiáng)一定大于甲容器的2

C.乙容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),N2的轉(zhuǎn)化率大于40%

D.丙容器中反應(yīng)達(dá)到平衡后,再充入0.10 mol NO0.10 mol CO2,此時(shí)v()>v()

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖所示Calanolide A是一種抗HIV藥物。下列關(guān)于Calanolide A的說法正確的是

A.分子中有3個(gè)手性碳原子

B.分子中所有碳原子一定在同一平面上

C.該物質(zhì)可發(fā)生取代、加成、消去反應(yīng)

D.1 mol該物質(zhì)與NaOH溶液充分反應(yīng)最多消耗3 mol NaOH

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】T ℃時(shí),在容積為2 L的3個(gè)恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)nC(g),按不同方式投入反應(yīng)物,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

容器

反應(yīng)物的投入量

3 mol A、2 mol B

6 mol A、4 mol B

2 mol C

達(dá)到平衡的時(shí)間/min

5

8

A的濃度/mol·L-1

c1

c2

C的體積分?jǐn)?shù)%

w1

w3

混合氣體的密度/g·L-1

ρ1

ρ2

下列說法正確的是(  )

A. 若n<4,則2c1<c2

B. 若n=4,則w3=w1

C. 無論n的值是多少均有2ρ1=ρ2

D. 容器甲達(dá)到平衡所需的時(shí)間比容器乙達(dá)到平衡所需的時(shí)間短

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法中正確的是

A.28 g乙烯所含的共用電子對(duì)數(shù)目為2NA

B.133.5 g AlCl3晶體含有的粒子數(shù)目為4NA

C.0.1 mol Cl2與足量石灰乳反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.2NA

D.0.2 mol NH4NO3溶于稀氨水中使溶液呈中性,溶液中NH的數(shù)目為0.2NA

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