物質(zhì) | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 | Co(OH)2 | Mn(OH)2 | Fe(OH)3 |
開始沉淀pH | 7.5 | 7.7 | 7.6 | 8.3 | 2.7 |
完全沉淀pH | 9.7 | 8.4 | 8.2 | 9.8 | 3.8 |
難容物質(zhì) | Fe(OH)3 | Ni(OH)2 | Co(OH)2 | NiS | CoS |
pKsp | 38.55 | 15.26 | 14.7 | 18.49 | 20.40 |
分析 (1)二氧化錳和鋁在高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成氧化鋁和Mn,
菱錳礦的主要成分是碳酸錳,和稀硫酸發(fā)生反應(yīng)MnCO3+H2SO4═MnSO4+H2O+CO2↑,菱錳礦中主要雜質(zhì)是Fe2+、Co2+、Ni2+,MnO2在酸性條件下能氧化Fe2+生成Fe3+,離子反應(yīng)方程式為MnO2+2Fe2++4H+═2Fe3++Mn2++2H2O,所以二氧化錳的作用是除去Fe2+,氨水是除去溶液中的過量稀硫酸,增大溶液pH,調(diào)節(jié)溶液的pH在2.7-7.6之間,使鐵離子轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,然后采用過濾方法得到濾渣A,濾渣A為Fe(OH)3;然后向?yàn)V液中加入硫化銨,使 Co2+、Ni2+轉(zhuǎn)化為NiS、CoS沉淀,然后采用過濾方法除去沉淀B,B成分為NiS、CoS沉淀,向凈化液中加入硫酸銨,用惰性電極電解硫酸錳溶液,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣、陰極上錳離子放電生成Mn,最后得到硫酸溶液,硫酸循環(huán)利用,據(jù)此分析解答.
解答 解:(1)二氧化錳和鋁在高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成氧化鋁和Mn,化學(xué)反應(yīng)方程式為4Al+3MnO2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al2O3+3Mn,
故答案為:4Al+3MnO2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al2O3+3Mn;
菱錳礦的主要成分是碳酸錳,和稀硫酸發(fā)生反應(yīng)MnCO3+H2SO4═MnSO4+H2O+CO2↑,菱錳礦中主要雜質(zhì)是Fe2+、Co2+、Ni2+,MnO2在酸性條件下能氧化Fe2+生成Fe3+,離子反應(yīng)方程式為MnO2+2Fe2++4H+═2Fe3++Mn2++2H2O,所以二氧化錳的作用是除去Fe2+,氨水是除去溶液中的過量稀硫酸,增大溶液pH,調(diào)節(jié)溶液的pH在2.7-7.6之間,使鐵離子轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,然后采用過濾方法得到濾渣A,濾渣A為Fe(OH)3;然后向?yàn)V液中加入硫化銨,使 Co2+、Ni2+轉(zhuǎn)化為NiS、CoS沉淀,然后采用過濾方法除去沉淀B,B成分為NiS、CoS沉淀,向凈化液中加入硫酸銨,用惰性電極電解硫酸錳溶液,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣、陰極上錳離子放電生成Mn,最后得到硫酸溶液,硫酸循環(huán)利用,
(2)碳酸錳和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸錳、二氧化碳和水,反應(yīng)方程式為MnCO3+H2SO4═MnSO4+H2O+CO2↑,
故答案為:MnCO3+H2SO4═MnSO4+H2O+CO2↑;
(3)MnO2在酸性條件下能氧化Fe2+生成Fe3+,離子反應(yīng)方程式為MnO2+2Fe2++4H+═2Fe3++Mn2++2H2O,
故答案為:MnO2+2 Fe2++4H+═2 Fe3++Mn2++2H2O;
(4)氨水是除去溶液中的過量稀硫酸,增大溶液pH,調(diào)節(jié)溶液的pH在2.7-7.6之間,使鐵離子轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀;
硫化銨使 Co2+、Ni2+轉(zhuǎn)化為NiS、CoS沉淀而除去 Co2+、Ni2+,所以硫化銨的作用是作沉淀劑,生成NiS、CoS沉淀,
故答案為:2.7~7.6之間;作沉淀劑,生成NiS、CoS沉淀;
(5)用惰性電極電解硫酸錳溶液,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣、陰極上錳離子放電生成Mn,最后得到硫酸溶液,電極反應(yīng)式為2MnSO4+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ 2H2SO4+O2↑+2Mn,故答案為:2MnSO4+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ 2H2SO4+O2↑+2Mn.
點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)分離和提純的綜合應(yīng)用,為高頻考點(diǎn),明確流程圖中發(fā)生的反應(yīng)及基本操作方法是解本題關(guān)鍵,熟練掌握元素化合物知識(shí)及基本反應(yīng)原理,難點(diǎn)是溶液pH調(diào)節(jié)范圍的判斷,題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | CO2+CH4$→_{△}^{催化劑}$CH3COOH | |
B. | 2CO2+6H2$→_{△}^{催化劑}$C2H5OH十3H2O | |
C. | 2CO2+6H2$→_{△}^{催化劑}$CH2=CH2+4H2O | |
D. | 6CO2+6H2O$\stackrel{光照/葉綠素}{→}$C6H12O6+6O2 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 用醋酸去水垢:CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2↑ | |
B. | 氯化鋁與足量氨水反應(yīng):Al3++3NH3•H2O═3NH4++Al(OH)3↓ | |
C. | 利用腐蝕法制作印刷線路板:Fe3++Cu═Fe2++Cu2+ | |
D. | 稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng):H++SO42-+Ba2++OH-═BaSO4↓+H2O |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | c(Na+)>c(HRO3-)>c(H+)>c(RO32-)>c(OH-) | |
B. | c(HRO3-)+c(RO32-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+) | |
C. | c(Na+)=c(HRO3-)+c(H2RO3)+c(RO32-) | |
D. | 兩溶液中c(Na+)、c(HRO3-)、c(RO32-)分別相等 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
容器編號(hào) | 起始各物質(zhì)的物質(zhì)的量(mol) | 達(dá)到平衡時(shí)能量變化 | ||
N2 | H2 | NH3 | ||
① | 1 | 3 | 0 | 放出23.15kJ能量 |
② | 0.9 | 2.7 | 0.2 | 放出QkJ能量 |
A. | 容器①、②中反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)相等 | |
B. | 平衡時(shí),兩容器中氨的體積分?jǐn)?shù)均約為14.3% | |
C. | 反應(yīng)②達(dá)到平衡時(shí),放出的熱量Q=23.15 kJ | |
D. | 若①的體積為5.0 L,則達(dá)到平衡時(shí)放出的熱量小于23.15 kJ |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 乙酸乙酯與氫氧化鈉溶液反應(yīng):CH3COOC2H5+OH-→CH3COOH+C2H5O- | |
B. | 用銀氨溶液檢驗(yàn)乙醛的醛基:CH3CHO+2Ag(NH3)2OH$\stackrel{水浴加熱}{→}$CH3COO-+NH4++3NH3+2Ag↓+H2O | |
C. | 向苯酚鈉溶液中通入少量的CO2:CO2+H2O+2C6H5O-→2C6H5OH+2CO32- | |
D. | 甘氨酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng):H2N-CH2COOH+OH-→H2N-CH2COO-+H2O |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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