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MnO2是重要的化工原料,由軟錳礦(主要成分為MnO2,主要雜質(zhì)有Al2O3和SiO2)制備MnO2的一種工藝流程如圖:
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已知:①金屬離子沉淀的pH
Fe3+ Al3+ Mn2+ Fe2+
開(kāi)始沉淀時(shí) 1.5 3.4 5.8 6.3
完全沉淀時(shí) 2.8 4.7 7.8 8.3
②該工藝條件下,MnO2與H2SO4不反應(yīng),MnO2的氧化性隨酸性的減弱逐漸減弱。
(1)溶出:溶出時(shí),F(xiàn)e的氧化過(guò)程及得到Mn2+的主要途徑如圖所示:
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①步驟Ⅱ是從軟錳礦中溶出Mn2+的主要反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式是
MnO2+4H++2Fe2+═Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+4H++2Fe2+═Mn2++2Fe3++2H2O

②若Fe2+全部來(lái)自于反應(yīng)Fe+2H+═Fe2++H2↑,完全溶出Mn2+所需Fe與MnO2的物質(zhì)的量比值為2。而實(shí)際比值(0.9)小于2,原因是
二氧化錳能夠氧化單質(zhì)鐵為Fe2+
二氧化錳能夠氧化單質(zhì)鐵為Fe2+
。
(2)純化:
①純化時(shí)需要加入的試劑有MnO2和NH3?H2O,加入的順序?yàn)?
A
A
。
A.先加入MnO2,后加入NH3?H2O
B.先加入NH3?H2O,后加入MnO2
②加入氨水時(shí),需要調(diào)節(jié)溶液pH的范圍:
4.7≤pH<5.8
4.7≤pH<5.8
。
(3)電解:Mn2+純化液經(jīng)電解得MnO2。生成MnO2的電極反應(yīng)式是
Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
。
(4)已知MnSO4可發(fā)生如下反應(yīng):MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O。MnSO4和K2S2O8的物質(zhì)的量相同,改變NaOH的物質(zhì)的量,測(cè)得Mn的轉(zhuǎn)化率、MnO2的含量(
m
M
n
O
2
m
M
n
O
2
+
m
[
M
n
OH
2
]
)與NaOH和MnSO4物質(zhì)的量比值之間的關(guān)系如圖所示。
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根據(jù)信息,補(bǔ)充完整制取純凈MnO2的實(shí)驗(yàn)方案:將20mL1.0mol?L-1的MnSO4溶液和20mL1.0mol?L-1的K2S2O8溶液混合,
加入NaOH,調(diào)節(jié)
n
N
a
OH
n
M
n
S
O
4
=4.5,發(fā)生反應(yīng)MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O,過(guò)濾、洗滌、干燥
加入NaOH,調(diào)節(jié)
n
N
a
OH
n
M
n
S
O
4
=4.5,發(fā)生反應(yīng)MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O,過(guò)濾、洗滌、干燥
,得到純凈的MnO2。(實(shí)驗(yàn)中可使用的試劑是1.0mol?L-1NaOH溶液、1.0mol?L-1H2SO4溶液、1.0mol?L-1BaCl2溶液)

【答案】MnO2+4H++2Fe2+═Mn2++2Fe3++2H2O;二氧化錳能夠氧化單質(zhì)鐵為Fe2+;A;4.7≤pH<5.8;Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+;加入NaOH,調(diào)節(jié)
n
N
a
OH
n
M
n
S
O
4
=4.5,發(fā)生反應(yīng)MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O,過(guò)濾、洗滌、干燥
【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)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:9引用:2難度:0.4
相似題
  • 1.濕法煉鋅廠在除雜過(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)系曲線如圖1所示,pH與n(NH4HCO3):n(Fe2++Ni2++Zn2+)的關(guān)系曲線如圖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
  • 2.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)畫出該裝置示意圖(同類儀器最多只有三件,不必畫夾持儀器,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
  • 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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