電解錳渣的主要成分是MnS。一種由電解錳渣制取高純MnSO4的流程如圖。
(1)MnS與H2SO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的離子方程式為
MnS+2H+=Mn2++H2S↑
MnS+2H+=Mn2++H2S↑
。
(2)浸出過程中,加入MnO2可減少有毒氣體的生成,同時產(chǎn)生更多MnSO4。利用的MnO2的化學(xué)性質(zhì)是 氧化性
氧化性
。
(3)結(jié)合離子方程式解釋從浸出液中除去Fe3+的操作的原理:Fe3+在水溶液中存在水解反應(yīng):Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),增大溶液的pH和加熱均促使水解趨于完全,有利于除去浸出液中的Fe3+
Fe3+在水溶液中存在水解反應(yīng):Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),增大溶液的pH和加熱均促使水解趨于完全,有利于除去浸出液中的Fe3+
。
(4)過程Ⅰ除去Ca2+并富集Mn2+的流程如圖。
已知:
a.萃取劑E是溶解了P204(記為HA)的磺化煤油(一種有機溶劑);
b.HA為一元弱酸,難溶于水,結(jié)構(gòu)為;
c.萃取時發(fā)生反應(yīng)M2++2HA?MA2+2H+(M2+表示Ca2+或Mn2+)。
①從結(jié)構(gòu)角度分析MA2可溶于磺化煤油的原因:MA2中4個-R的極性小且體積大,將金屬離子包裹于其中,有利于Ca2+或Mn2+溶于磺化煤油
MA2中4個-R的極性小且體積大,將金屬離子包裹于其中,有利于Ca2+或Mn2+溶于磺化煤油
。
②反應(yīng)M2++2A-?MA2的平衡常數(shù)用β表示。已知β(CaA2)>β(MnA2)。判斷調(diào)pH時a <
<
b(填“<”或“>”),結(jié)合平衡常數(shù)解釋原因:由平衡常數(shù)β(CaA2)>β(MnA2)可知,相同c(M2+)時,結(jié)合Ca2+所需c(A-)更小,由HA的電離平衡可知,增大c(H+),能減小c(A-),有利于Ca2+和Mn2+的分離
由平衡常數(shù)β(CaA2)>β(MnA2)可知,相同c(M2+)時,結(jié)合Ca2+所需c(A-)更小,由HA的電離平衡可知,增大c(H+),能減小c(A-),有利于Ca2+和Mn2+的分離
。
③試劑Y是 稀硫酸
稀硫酸
。
(5)不同溫度下MnSO4的溶解度如表。
溫度/℃ |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
60 |
80 |
90 |
100 |
溶解度/g |
52.9 |
59.7 |
62.9 |
62.9 |
60.0 |
53.6 |
45.6 |
40.9 |
35.3 |
過程Ⅱ的操作為
將硫酸錳溶液加熱至100℃,濃縮結(jié)晶,趁熱過濾
將硫酸錳溶液加熱至100℃,濃縮結(jié)晶,趁熱過濾
,洗滌,干燥。