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工業(yè)硫酸錳中雜質(zhì)(Fe、Ca、Mg等元素的離子)含量較高,利用如圖流程可制取鋰離子電池所需的純度較高的硫酸錳溶液。

已知:步驟ii反應前后雜質(zhì)含量檢測結(jié)果(以350g/LMnSO4溶液計)如表:
雜質(zhì) 凈化前/g 凈化后/g 去除率/%
Fe2+、Fe3+ 0.001275 0.001275 -
Ca2+ 0.490000 0.021510 95.61
Mg2+ 0.252000 0.025100 90.04
(1)步驟i用90℃的水的目的是
提高反應溫度,加快反應速率
提高反應溫度,加快反應速率
。
(2)由步驟ii可推理知:
①濾渣b中含有的物質(zhì)是
CaF2、MgF2
CaF2、MgF2

②該條件下,Mn、Ca、Mg元素氟化物溶度積常數(shù)由大到小的順序為(寫化學式):
Ksp(CaF2)>Ksp(MgF2)>Ksp(MnF2
Ksp(CaF2)>Ksp(MgF2)>Ksp(MnF2
。
(3)步驟iii反應的離子方程式為
M
n
O
-
4
+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
M
n
O
-
4
+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
;其中“KMnO4酸性溶液”可替換為
H2O2
H2O2

(4)已知步驟iv條件下,生成氫氧化物沉淀的pH如表:
Fe(OH)2 Fe(OH)3 Mn(OH)2
開始沉淀時 6.3 1.5 8.3
完全沉淀時 8.3 2.8 9.8
根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋該步的目的是
將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3達到分離鐵元素與錳元素的目的
將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3達到分離鐵元素與錳元素的目的
。
(5)若省略操作X,其他步驟不變,也可使鈣、鎂的去除率較高。
①猜想可能的原因是(寫一種即可)
Fe2+與高錳酸鉀生成了Fe3+,F(xiàn)e3+水解生成的Fe(OH)3吸附了沉淀物
Fe2+與高錳酸鉀生成了Fe3+,F(xiàn)e3+水解生成的Fe(OH)3吸附了沉淀物

②設計實驗驗證你的假設是否成立:
取上述流程同樣的步驟ii所得樣品(未過濾),加入適量新制的氫氧化鐵膠體,檢測Ca2+、Mg2+的去除率較高,則猜想成立
取上述流程同樣的步驟ii所得樣品(未過濾),加入適量新制的氫氧化鐵膠體,檢測Ca2+、Mg2+的去除率較高,則猜想成立
。

【答案】提高反應溫度,加快反應速率;CaF2、MgF2;Ksp(CaF2)>Ksp(MgF2)>Ksp(MnF2);
M
n
O
-
4
+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;H2O2;將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3達到分離鐵元素與錳元素的目的;Fe2+與高錳酸鉀生成了Fe3+,F(xiàn)e3+水解生成的Fe(OH)3吸附了沉淀物;取上述流程同樣的步驟ii所得樣品(未過濾),加入適量新制的氫氧化鐵膠體,檢測Ca2+、Mg2+的去除率較高,則猜想成立
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:33引用:1難度:0.5
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    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     
    。
    (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
     

    (4)煅燒A的反應方程式是
     
    。
    (5)ag燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵bg。藥典標準規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應不低于
     
    (用含a、b的表達式表示)。

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.5
  • 2.我國青藏高原的鹽湖中蘊藏著豐富的鋰資源,已探明的儲量約三千萬噸,碳酸鋰制備高純金屬鋰的一種工藝流程如圖。下列有關說法錯誤的是( ?。?br />

    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:27引用:2難度:0.9
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    (1)焙燒時產(chǎn)生的主要有害氣體是
     

    (2)若在空氣中“酸浸”時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
     
    ,檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1
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