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          工業上可用軟錳礦制備硫酸錳。某生產硫酸錳的工藝流程如圖:

          已知:①軟錳礦的主要成分是MnO2,還含有SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等。
          ②MnO2在酸性條件下氧化性較強。
          ③不同金屬離子沉淀的pH
          物質 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2
          開始沉淀 1.9 6.5 3.3 7.7
          沉淀完全 3.7 9.7 5.2 9.8
          ④MnSO4在不同溫度下的溶解度
          溫度/℃ 50 80 90 100
          溶解度/(g/100g水) 58 48 42 34
          完成下列填空:
          (1)軟錳礦與鐵、稀硫酸可能發生的氧化還原反應有:Fe+2H+→Fe2++H2
          Fe+2Fe3+=3Fe2+
          Fe+2Fe3+=3Fe2+
          3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O
          3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O
          。(再寫兩個離子反應方程式)
          (2)浸出液中含Fe2+和Fe3+。寫出檢驗浸出液中含Fe2+的方法。
          取樣,加入CaCO3(NaOH溶液等)使溶液pH升至3.7 (大于3.7小于6.5都可),再加入KSCN溶液,振蕩,再加入少量H2O2(氯水等),溶液變為紅色
          取樣,加入CaCO3(NaOH溶液等)使溶液pH升至3.7 (大于3.7小于6.5都可),再加入KSCN溶液,振蕩,再加入少量H2O2(氯水等),溶液變為紅色

          (3)加入CaCO3之前需加入H2O2,選H2O2的理由是:
          氧化Fe2+為Fe3+且不引入新雜質
          氧化Fe2+為Fe3+且不引入新雜質

          (4)加入MnF2的目的可能是:
          除去溶液中的Ca2+
          除去溶液中的Ca2+

          (5)從濾液中獲得MnSO4晶體的方法是:
          將濾液加熱濃縮、蒸發結晶、趁熱過濾
          將濾液加熱濃縮、蒸發結晶、趁熱過濾

          (6)在m(H2SO4):n(MnO2)=2.1:1、反應溫度為50℃條件下,探究n(Fe):n(MnO2)對錳浸出率的影響,實驗數據如圖所示。工業上宜選擇n(Fe):n(MnO2)=0.78:1,請結合圖象說明原因。
          n(Fe):n(MnO2)=0.78時,錳浸出率已達96%,再增加Fe的比例,錳浸出率改變不多,而后續除去Fe又會增加成本
          n(Fe):n(MnO2)=0.78時,錳浸出率已達96%,再增加Fe的比例,錳浸出率改變不多,而后續除去Fe又會增加成本

          【答案】Fe+2Fe3+=3Fe2+;3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O;取樣,加入CaCO3(NaOH溶液等)使溶液pH升至3.7 (大于3.7小于6.5都可),再加入KSCN溶液,振蕩,再加入少量H2O2(氯水等),溶液變為紅色;氧化Fe2+為Fe3+且不引入新雜質;除去溶液中的Ca2+;將濾液加熱濃縮、蒸發結晶、趁熱過濾;n(Fe):n(MnO2)=0.78時,錳浸出率已達96%,再增加Fe的比例,錳浸出率改變不多,而后續除去Fe又會增加成本
          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
          發布:2024/6/27 10:35:59組卷:55引用:2難度:0.5
          相似題
          • 1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖:

            (1)在“還原焙燒”中產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)根據下表數據:
            氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
            開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
            完全沉淀的pH 4.77 11.04 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+已經除盡的試劑是
             
            ;當pH=5時,溶液中c(Al3+)=
             
            mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
            (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀,則A的操作是
             

            (5)a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定,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量分數應不低于
             
            (用含a、b的表達式表示).

            發布:2025/1/19 8:0:1組卷:114引用:4難度:0.5
          • 2.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

            (1)在“還原焙燒”中產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)根據下表數據:
            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+已經除盡的試劑是
             

            (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀,則操作B是
             

            (5)煅燒A的反應方程式是
             

            (6)a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定,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量分數應不低于
             
            (用含a、b的表達式表示).

            發布:2025/1/19 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.5
          • 3.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

            (1)在“還原焙燒”中產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)根據下表數據:
            氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
            開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
            完全沉淀的pH 4.77 11.04 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
             
            ,常溫下,當pH=5時,溶液中c(Al3+)=
             
            mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
            (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀,則A的操作是
             

            發布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.5
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