精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

【题目】一种以软锰矿(主要成分为MnO2、SiO2、Al2O3)和黄铁矿(FeS2、SiO2)为原料冶炼金属锰的工艺流程如图所示:

已知相关金属离子[c(Mn+)=0.1molL-1]形成氢氧化物沉淀的pH如下:

金属离子

Fe3+

Mn2+

Al3+

开始沉淀的pH

2.7

8.3

3.2

沉淀完全的pH

3.7

9.8

5.0

回答下列问题:

(1)MnO2本身不能溶于硫酸,但是在Fe2+的作用下却能溶解,写出该反应的离子方程式:___。

(2)滤渣1的成分除了SiO2外,还有一种淡黄色的物质是___(填化学式)。

(3)除杂步骤中加入的MnCO3的作用是___,该过程需调节溶液pH的范围是___,若把pH调得过高,除了会使锰的产率会降低,其后果还有___。

(4)用惰性电极进行电解,电解刚开始时阴极的电极反应式为___,电解后阳极的电解质溶液可返回___(填“酸浸”“除杂”或“电解”)工序继续使用。

【答案】MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O S 调节溶液的pH,使Fe3+和Al3+完全沉淀 5.0≤pH<8.3 会使Al元素形成AlO2-混入溶液中而无法分离出来 Mn2++2e-=Mn 酸浸

【解析】

在流程中,有硫酸溶解软锰矿和黄铁矿,Al2O3、FeS2溶解产生Al3+、Fe2+,MnO2和SiO2不溶解,根据题(1)(2)可知,MnO2和Fe2+、S22-在硫酸中发生氧化还原反应生成Mn2+、Fe3+和S,使MnO2也溶解在溶液中,所以滤渣I的主要成分有SiO2和S,所得滤液中含有Al3+、Mn2+、Fe2+、Fe3+;然后,向滤液中加入H2O2的目的是为了将Fe2+全部转化为Fe3+,再加入MnCO3,以调节溶液pH至5.0≤pH<8.3,使得Fe3+、Al3+完全沉淀,这样就可以获得纯净的MnSO4溶液,所以滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3;再电解所得的MnSO4溶液即可得到金属Mn。

(1)MnO2具有强氧化性,Fe2+具有还原性,二者在硫酸中发生氧化还原反应:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;

(2)FeS2中S呈-1价,也具有较强的还原性,可以被MnO2氧化为S,且题中已经告知滤渣1除了SiO2之外,还含有淡黄色物质,则只有S符合题意;

(3)除杂步骤中加入的MnCO3的作用是使Fe3+和Al3+完全沉淀,根据表格提供的信息可知,需要将溶液pH调制的范围为5.0≤pH<8.3;若溶液pH过高,Al(OH)3会形成AlO2-,溶解到溶液中,使得所得的MnSO4溶液含有杂质,无法分离;

(4)电解时,点解质溶液为MnSO4溶液,阴极反应为:Mn2++2e-=Mn,阳极反应为:2H2O-4e-=4H++O2↑,由此可以看出电解产物除了Mn之外,还有H2SO4,故电解后阳极的电解质溶液可返回酸浸工序继续使用。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是

A. 由NO2和N2O4组成的平衡体系加压后颜色先变深后变浅

B. 增大压强可加快SO2转化为SO3的速率

C. 黄绿色的氯水光照后颜色变浅

D. 在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液颜色变浅或褪去

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】铅蓄电池是最常见的二次电池,它的电池总反应式为:Pb + PbO2 + 4H++ 2SO42- 2PbSO4+ 2H2O。下列说法正确的是

A.充电时,阳极反应为:Pb-2e-+ SO42-= PbSO4

B.放电时,电路中通过2mol电子,负极板减轻207g

C.放电结束后,要使铅蓄电池复原,Pb电极应与外电源正极连接

D.用铅蓄电池电解精炼粗铜,粗铜应与PbO2的电极相接

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列说法正确的是( )

A.按系统命名法,的名称为2,7,7-三甲基-3-乙基辛烷

B.裂化汽油是一种良好的有机溶剂,可以用于清洗衣物油渍和萃取溴水中的卤素

C.DDT的结构简式为,分子中最多有13个碳原子共平面

D.的单体是CH3-C≡C-CH3和CH2=CH-CN

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4 (g)2NO2 (g)△H,随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:

(1)反应的△H ___0(填“﹥”或“﹤”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为___________molL-1s-1,反应的平衡常数K为_______molL-1。

(2)100℃时,在容积为1.00L的容器中,通入1mol NO2(g)和1mol N2O4(g),此时v正_______ v逆(填“>”或“<”或“=”)。

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】有机物N()是一种常见的有机合成中间体,在生产中用途广泛。

有机物A为原料合成M和N的路线如下所示:

已知:I.R-CH=CH2+HBr R-CH2CH2Br

II.R-CH2-CN R-CH2-COOH

请回答下列问题:

(1)A分子中共面的原子数最多为___________个,-CN的电子式为___________。

(2)②的反应类型为___________,E分子中所含官能团的名称为___________,G的结构简式为______________________。

(3)写出反应⑤的化学方程式__________________________。

(4)写出M在酸性条件下水解的化学方程式______________________。

(5)D的同分异构体中,能发生银镜反应,且能与钠反应放出H2的共有___________种,写出核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1:1:2:6的一种同分异构体的结构简式:___________。

(6)结合信息,写出用E和乙醇为原料制备化合物N的合成路线:(其他试剂任选)___________。

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】已知热化学方程式2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=a kJ/mol。T K时,在2 L恒容密闭容器中充入2mol NO 和2mol CO,保持温度不变,5 min后反应达到平衡状态,此时c(N2)=0.4mol/L。下列说法中错误的是

A.若该反应是放热反应,则a<0

B.用NO表示的平均化学反应速率v(NO)为0.16mol/(L·min)

C.达到化学平衡时,CO的转化率是80%

D.保持温度不变,若再向上述达到平衡的体系中充入2mol NO 和2mol CO,则反应重新达到平衡时c(N2)等于0.8mol/L

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】常温下,某同学将盐酸与氨水等体积混合,混合前两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表。据表分析,下列说法正确的是( )

实验编号

氨水浓度/mol·L-1

盐酸浓度/mol·L-1

混合溶液pH

①

0.1

0.1

pH=5

②

c

0.2

pH=7

③

0.2

0.1

pH>7

A.②中,c=0.2

B.①、③所得溶液中的:①>③

C.③中所得溶液中c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)

D.①中所得混合溶液,由水电离出的c(H+)=1×10-9 mol·L-1

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛,是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是3Fe2++2S2O+O2+xOH-=Fe3O4↓+S4O+2H2O。请回答下列问题。

(1)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应中,还原剂是____________。

(2)反应的化学方程式中x=________。

(3)每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子为________mol,被Fe2+还原的O2的物质的量为________mol。

查看答案和解析>>

同步练习册答案