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以廢干電池(主要含MnO2、MnOOH、Zn、Zn(OH)2、Fe、KOH)和鈦白廠(chǎng)廢酸(主要含H2SO4,還有少量Ti3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+等)為原料制備錳鋅鐵氧體[MnxZn1-xFe2O4]的流程如圖所示:
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已知:①25℃時(shí),Ksp(MgF2)=7.5×10-11,Ksp(CaF2)=1.5×10-10;酸性較弱時(shí),MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配離子(M代表金屬元素);
②在A(yíng)g+催化下可發(fā)生反應(yīng)2Mn2++5S2
O
2
-
8
+8H2O=2
M
n
O
-
4
+10
SO
2
-
4
+16H+;
③(NH42S2O8在煮沸時(shí)易分解.
(1)酸浸過(guò)程中含錳物質(zhì)被溶液中的FeSO4還原為Mn2+,其中MnO2參與反應(yīng)的離子方程式為
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O

(2)氧化時(shí)加入H2O2將Ti3+、Fe2+氧化,再加入Na2CO3調(diào)節(jié)溶液pH為1~2,生成偏鈦酸(H2TiO3)和黃鉀鐵礬[K2Fe6(SO44(OH)12沉淀,使得鈦、鉀得以脫除.
①加入Na2CO3成黃鉀鐵礬的離子方程式為
2K++6Fe3++4
SO
2
-
4
+6
CO
2
-
3
+6H2O=K2Fe6(SO44(OH)12↓+6CO2
2K++6Fe3++4
SO
2
-
4
+6
CO
2
-
3
+6H2O=K2Fe6(SO44(OH)12↓+6CO2

②若加入Na2CO3過(guò)多,將導(dǎo)致生成的黃鉀鐵礬沉淀轉(zhuǎn)化為
Fe(OH)3
Fe(OH)3
(填化學(xué)式).
(3)氟化過(guò)程中溶液pH與鈣鎂去除率關(guān)系如圖所示.當(dāng)2.5<pH<4.0時(shí),溶液pH過(guò)高或過(guò)低,Ca2+、Mg2+去除率都會(huì)下降,其原因是
當(dāng)pH過(guò)低酸性較強(qiáng)NH4F會(huì)生成HF,溶液中F-濃度較低,Ca2+、Mg2+去除率會(huì)下降;酸性較弱時(shí),MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配離子,MgF2、CaF2去除率會(huì)下降
當(dāng)pH過(guò)低酸性較強(qiáng)NH4F會(huì)生成HF,溶液中F-濃度較低,Ca2+、Mg2+去除率會(huì)下降;酸性較弱時(shí),MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配離子,MgF2、CaF2去除率會(huì)下降

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(4)共沉淀前,需測(cè)定溶液中錳元素含量.準(zhǔn)確量取1.00mL氟化后溶液于錐形瓶中,加入少量硫酸、磷酸和硝酸銀溶液振蕩:將溶液加熱至80℃,加入3g(NH42S2O8充分反應(yīng)后,再將溶液煮沸;冷卻后,用0.0700mol/L的(NH42Fe(SO42標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),平行滴定3次,平均消耗(NH42Fe(SO42溶液32.60mL.計(jì)算氟化后溶液中Mn2+物質(zhì)的量濃度
0.4564mol/L
0.4564mol/L
(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程).

【答案】MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;2K++6Fe3++4
SO
2
-
4
+6
CO
2
-
3
+6H2O=K2Fe6(SO44(OH)12↓+6CO2↑;Fe(OH)3;當(dāng)pH過(guò)低酸性較強(qiáng)NH4F會(huì)生成HF,溶液中F-濃度較低,Ca2+、Mg2+去除率會(huì)下降;酸性較弱時(shí),MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配離子,MgF2、CaF2去除率會(huì)下降;0.4564mol/L
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/11/2 8:0:1組卷:6引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.鐵是自然界里分布最廣的金屬元素之一,在地殼中的質(zhì)量約占5%左右,鐵礦石的種類(lèi)很多,重要的有磁鐵礦石、赤鐵礦石、菱鐵礦石等.某課外研究小組在實(shí)驗(yàn)室探究鐵的制備和相關(guān)性質(zhì).
    Ⅰ、研究小組查閱資料,用甲酸和濃硫酸反應(yīng)制取的CO還原赤鐵礦得到鐵.制取CO的化學(xué)反應(yīng)為:
    HCOOH
    H
    2
    S
    O
    4
    60
    80
    CO+H2O
    (1)此反應(yīng)原理中濃硫酸表現(xiàn)性質(zhì)是
     

    (2)用該法制CO不需加熱的原因
     

    (3)研究小組在實(shí)驗(yàn)室中裝配一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置,該裝置用濃硫酸和甲酸的混合液制取CO氣體,用CO還原氧化鐵,并檢驗(yàn)其氧化產(chǎn)物、具有的環(huán)保特點(diǎn).提供儀器有:具支試管(試管側(cè)壁有一支管,如圖1所示),另有橡皮塞(橡皮塞上最多只能打一個(gè)孔)、玻璃導(dǎo)管若干.在圖2的方框內(nèi)畫(huà)出該裝置示意圖(同類(lèi)儀器最多只有三件,不必畫(huà)夾持儀器,但需注明所裝的藥品)
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    Ⅱ、研究小組用圖3裝置進(jìn)行鐵和稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究,其中鐵來(lái)自于Ⅰ中實(shí)驗(yàn)得到,步驟如下:
    a.向廣口瓶?jī)?nèi)注入足量熱NaOH溶液,將盛有鐵粉的小燒杯放入瓶中.
    b.關(guān)閉止水夾,點(diǎn)燃紅磷,伸入瓶中,塞好膠塞.
    c.待紅磷充分燃燒,一段時(shí)間后打開(kāi)分液漏斗旋塞,向燒杯中滴入稀硝酸,鐵粉恰好完全溶解.
    (4)燃燒紅磷的目的是
     

    (5)為證明氣體產(chǎn)物為NO,步驟c后還缺少的一步主要操作是
     

    (6)查閱資料發(fā)現(xiàn):硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),硝酸的濃度越稀,對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低.鐵粉和稀硝酸的總反應(yīng)可表示為:aFe+bNO3-+cH+=dFe2++fFe3++gNO↑+hN2O↑+kH2O.當(dāng)a=8時(shí),鐵和硝酸都全部反應(yīng)完全,則b的取值范圍為:
     

    發(fā)布:2024/11/2 8:0:1組卷:4引用:1難度:0.5
  • 2.濕法煉鋅廠(chǎng)在除雜過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量鐵礬渣。某黃鉀鐵礬渣主要含有K2Fe6(SO44(OH)12、ZnO?Fe2O3及少量CaO、MgO、SiO2等。一種由黃鉀鐵礬渣制備復(fù)合鎳鋅鐵氧體( NiZnFe4O8)的流程如下:
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    回答下列問(wèn)題
    (1)濾渣Ⅰ的主要成分是
     
    。
    (2)凈化除雜階段加入Fe粉時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
     
    、
     
    。已知:25℃時(shí)Ksp(CaF2)=2.7×10-11,Ksp (MgF2)=6.4×10-19.加入NH4F使Ca2+、Mg2+離子沉淀,若沉淀后溶液中c(Ca2+)=2.7×10-6mol?L-1,則c(Mg2+)=
     
     mol?L-1。
    (3)在Fe2+、Ni2+、Zn2+共沉淀過(guò)程中,三種離子的損失濃度與pH的關(guān)系曲線(xiàn)如圖1所示,pH與n(NH4HCO3):n(Fe2++Ni2++Zn2+)的關(guān)系曲線(xiàn)如圖2所示。為提高原料利用率,n( NH4HCO3):n(Fe2++Ni2++Zn2+)最好控制在
     
    左右;按此比例,若以Me代表Fe、Ni、Zn元素,則生成MeCO3?2Me(OH)2?H2O沉淀的化學(xué)反應(yīng)方程式為
     
    。
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    (4)鐵氧體工藝階段制備 NiZnFe4O8過(guò)程中,需加入
     
    劑(填“氧化”或“還原”)。按照上述流程,一座10萬(wàn)噸規(guī)模的鋅廠(chǎng)每年產(chǎn)生黃鉀鐵礬渣約5萬(wàn)噸,F(xiàn)e3+含量為27%,理論上每年可制備復(fù)合鎳鋅鐵氧體(NiZnFe4O8,M476g?mol-1
     
    萬(wàn)噸(保留兩位有效數(shù)字)

    發(fā)布:2024/11/2 8:0:1組卷:28引用:1難度:0.4
  • 3.某化學(xué)興趣小組參考工業(yè)制硝酸的化學(xué)原理,在實(shí)驗(yàn)室用下列各裝置進(jìn)行組合來(lái)制備硝酸并驗(yàn)證硝酸的性質(zhì)(所給裝置必須用到并且只能用一次,各裝置中的試劑均足量.已知常溫下CaCl2能吸收氨氣).
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    (1)裝置的連接順序?yàn)椋ㄓ胊、b、c、d等字母表示):b接
     
    ,
     
     
    ,
     
     

    (2)寫(xiě)出氨氣催化氧化的化學(xué)方程式
     
    ;
    (3)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),裝置A中堿石灰的作用是
     
    ,D中的現(xiàn)象是
     
    ;
    (4)能證明有硝酸生成的現(xiàn)象是
     
    ;
    (5)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),下列操作順序最合理的是
     

    a.先加熱A裝置中的催化劑.再由導(dǎo)管a通入空氣
    b.先由導(dǎo)管a通入空氣,再加熱A裝置中的催化劑
    c.在由導(dǎo)管a通入空氣的同時(shí),加熱A裝置中的催化劑.

    發(fā)布:2024/11/2 8:0:1組卷:7引用:3難度:0.5
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