【題目】氯化銨焙燒菱錳礦制備高純度碳酸錳的工藝流程如下:
已知:①菱錳礦石主要成分是MnCO3,還含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素;
②常溫下,CaF2、MgF2的溶度積分別為1.46×10-10、7.42×10-11
③相關金屬離子c(Mn+)=0.1mol/L形成氯氧化物沉淀時的pH如下:
金屬離子 | Al3+ | Fe3+ | Fe2+ | Ca2+ | Mn2+ | Mg2+ |
開始沉淀的pH | 3.8 | 1.5 | 6.3 | 10.6 | 8.8 | 9.6 |
沉淀完全的pH | 5.2 | 2.8 | 8.3 | 12.6 | 10.8 | 11.6 |
回答下列問題:
(1)“焙燒”時發(fā)生的主要化學反應方程式為______________________。
(2)分析下列圖1、圖2,氯化銨焙燒菱鎂礦的最佳條件是:焙燒溫度_________,氯化銨與菱鎂礦粉的質量之比為_________。
(3)浸出液“凈化除雜”過程如下:首先加入MnO2將Fe2+氧化為Fe3+,反應的離子方程式______;然后調節(jié)溶液pH使Fe3+、Al3+沉淀完全,此時溶液的pH范圍為_________。再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+,當c(Ca2+)=1.0×10-5mol/L時,c(Mg2+)=______mol/L
(4)碳化結晶時,發(fā)生反應的離子方程式為____________________________。
(5)流程中能循環(huán)利用的固態(tài)物質是____________。
【答案】MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O 500℃ 1.10 MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O 5.2≤pH<8.8 5×10-6 Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O NH4Cl
【解析】
根據(jù)流程:將菱鎂礦粉(主要成分是MnCO3,還含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素)與氯化銨混合研磨后焙燒:MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O,浸出,浸出液含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+,加入MnO2將Fe2+氧化為Fe3+:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,然后調節(jié)溶液pH范圍5.2≤pH<8.8使Fe3+、A13+沉淀完全,再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+,過濾除去Fe(OH)3、Al(OH)3、CaF2、MgF2,凈化液的成分主要含有MnCl2,加入碳酸氫銨碳化結晶,發(fā)生反應:Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O,過濾,得到MnCO3產(chǎn)品和濾液NH4Cl,將濾液NH4Cl蒸發(fā)結晶得到NH4Cl晶體可循環(huán)使用,據(jù)此分析作答。
(1)根據(jù)流程,菱鎂礦粉與氯化銨混合研磨后焙燒得到氨氣、二氧化碳和Mn2+,主要化學反應方程式為:MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O;
(2)由圖可知,錳的浸出率隨著焙燒溫度、氯化銨與菱鎂礦粉的質量之比、焙燒時間增大而提高,到500℃、1.10、60min達到最高,再增大錳的浸出率變化不明顯,故氯化銨焙燒菱鎂礦的最佳條件是焙燒溫度500℃,氯化銨與菱鎂礦粉的質量之比為1.10;
(3)浸出液含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+,加入MnO2將Fe2+氧化為Fe3+:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;然后調節(jié)溶液pH使Fe3+、A13+沉淀完全,同時不使Mn2+沉淀,根據(jù)表可知調節(jié)溶液pH范圍5.2≤pH<8.8,再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+,已知:CaF2、MgF2的溶度積分別為1.46×10-10、7.42×10-11,當c(Ca2+)=1.0×10-5mo1L-1時,c2(F-)==1.46×10-5mol/L,c(Mg2+)==5.0×10-6mol/L;
(4)凈化液的成分主要含有MnCl2,碳化結晶時,發(fā)生反應的離子方程式為Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O;
(5)根據(jù)分析和流程可知,可以循環(huán)使用的固體物質是NH4Cl。
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【題目】有關下圖的說法正確的是( )
A.a和b連接構成原電池,溶液中SO42-移向Cu極
B.a和b連接構成原電池,Cu極上發(fā)生還原反應
C.a、b分別接直流電源正、負極,電子從Cu片流向b
D.a、b分別接直流電源正、負極,可以在Fe片上鍍Cu
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【題目】下列各項比較中前者高于(或大于或強于)后者的是
A. CCl4和SiCl4的熔點
B. 對羥基苯甲醛()和鄰羥基苯甲醛()的沸點
C. I2在水中的溶解度和I2在CCl4溶液中的溶解度
D. H2SO3和H2SO4的酸性
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【題目】酸雨的形成是一種復雜的大氣化學和光學化學過程,在清潔空氣、污染空氣中形成硫酸型酸雨的過程如下:
下列有關說法錯誤的是( )
A. 光照能引發(fā)酸雨的形成
B. 所涉及的變化均為氧化還原反應
C. 污染空氣能加快酸雨的形成
D. 優(yōu)化能源結構能有效遏制酸雨污染
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【題目】設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )
A.高溫下,0.2molFe與足量水蒸氣反應,生成的H2分子數(shù)目為0.3NA
B.室溫下,pH=13的NaOH溶液中,由水電離的OH-離子數(shù)目為0.1NA
C.氫氧燃料電池正極消耗22.4L(標準狀況)氣體時,電路中通過的電子數(shù)目為2NA
D.5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O反應,生成28gN2時,轉移的電子數(shù)目為3.75NA
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【題目】下列關于離子共存或離子反應的說法正確的是( )
A.pH=2的溶液中可能大量存在Na+、、
B.某無色溶液中可能大量存在H+、Cl-、
C.Fe2+與H2O2在酸性溶液中的反應:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
D.稀硫酸與Ba(OH)2溶液的反應:H+++Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O
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【題目】已知:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-25 kJ·mol-1。某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下,在1 L體積不變的密閉容器中加入CH3OH,某時刻測得各組分的物質的量濃度如下表。下列說法中不正確的是( )
物質 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
c/mol·L-1 | 0.08 | 1.6 | 1.6 |
A. 此時刻反應達到平衡狀態(tài)
B. 容器內(nèi)壓強不變時,說明反應達平衡狀態(tài)
C. 平衡時,再加入與起始等量的CH3OH,達新平衡后CH3OH轉化率不變
D. 平衡時,反應混合物的總能量降低40 kJ
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【題目】向密閉容器中充入1.0 mol CO和2.0 mol H2O(g)發(fā)生反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。當反應達平衡時,CO的體積分數(shù)為α。若維持容器的體積和溫度不變,起始物質按下列四種配比充入該容器中,達平衡時CO的體積分數(shù)小于α的是
A.0.5 mol CO+2.0 mol H2O(g)+1.0 mol CO2+1.0 mol H2
B.1.0 mol CO+2.0 mol H2O(g)+0.5 mol He
C.1.0 mol CO+1.0 mol H2O(g)+1.0 mol CO2+1.0 mol H2
D.0.5 mol CO+1.5 mol H2O(g)+0.4 mol CO2+0.4 mol H2
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【題目】H2S2O3是一種弱酸,實驗室欲用0.01 mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,發(fā)生的反應為I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6,下列說法合理的是( )
A.該滴定可用甲基橙作指示劑
B.Na2S2O3是該反應的還原劑
C.該滴定可選用如圖所示裝置
D.該反應中每消耗2 mol Na2S2O3,電子轉移數(shù)為4NA
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