高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、...

高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如下图所示。回答下列问题：

相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的 pH 范围如下：

(1)“溶浸”中二氧化锰与硫化锰可以发生氧化还原反应，推测“滤渣1”含有___________　　 和SiO2；

(2)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节范围是________________之间。

(3)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，写出除Zn2+的方程式：__________________。

(4)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高对沉淀Mg2+完全的影响是__________________(有利、不利、无影响)。

(5)在溶浸前，先把矿石研磨成粉末的原因：_______________________。

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高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Ni、Si、P等元素)制备，回答下面问题：

(1)钴元素在元素周期表中的位置____。与硫元素位于同一主族，其价层电子排布式是___。

(2)MnSO4中阴离子的空间构型是____中心原子的杂化类型______。

(3)比较H2S ______H2Se热稳定性：(填“＞”“＜”)判断依据是______；比较沸点：N2H4 _____P2H4 (填“＞”“＜”)，判断依据是______。

(4) FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子(FeCl3)2存在,画出其结构并标出配位键__________。

(5)MnO具有NaCl型结构(如图)，其中阳离子采用面心立方最密堆积方式，设其晶胞参数为apm，则r(Mn2+)为______pm晶胞密度是_____g/cm3(用含a的表达式表示)

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高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如图所示。回答下列问题：

相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀pH范围如下：

（1）写出基态锰原子核外电子排布式___。

（2）“氧化”中添加适量的MnO2发生反应的离子方程式是___。

（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为___~6之间。

（4）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是___。

（5）写出“沉锰”的离子方程式___。

（6）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时，z=___。

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锰不仅在工业上用途广泛，还是人体内必需的微量元素，对人体健康起着重要的作用。一种以天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）为原料制备金属锰的流程如图所示。请回答下列问题：

相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

(1)“溶浸”中需加入的试剂是________（填化学式）。

(2)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为________~6之间。

(3)“滤渣2”的主要成分是________________________________（填化学式）。

(4)可做“沉锰”试剂，该物质的水溶液呈碱性，其溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________________。

(5)“沉锰”得到沉淀，写出该反应的离子方程式________________。

(6)电解硫酸锰溶液制备单质锰时，阴极的电极反应为________；电解后的电解质溶液可返回________工序继续使用。

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硫酸的工业制备是一个重要的化工生产过程，但在生产过程中会产生大量污染，需要在生产工艺中考虑到绿色工艺．以硫酸工业产生的二氧化硫尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵为原料可以合成硫化钙、硫酸铵、亚硫酸铵等物质．合成路线如下：

（1）写出反应Ⅰ的化学方程式________________________．

（2）反应Ⅲ中每生成lmol硫化钙理论上转移电子数________；为充分利用副产品CO，有人提出以熔融的K2C03为电解质，设计燃料电池，请写出此电池的负极反应_____________．

（3）为检验反应Ⅱ得到的产品是否因部分被氧化而变质，需选择的化学试剂有__________________．

（4）根据合成流程，可以循环利用的是____________．

（5）（NH4）2SO3溶液可用于电厂产生的烟道气的脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统．写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的离子方程式___________________．

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三氧化二猛(Mn2O3)在现代工业上应用广泛。以软锰矿(主要成分为MnO2)和硫锰矿(主要成分为MnS)为原料制备高纯度硫酸锰进而制备三氧化二锰的工艺流程如下(两种矿物中均不存在单质杂质)：

(1)滤渣1中存在一种非金属单质，则“酸浸”时反应①的化学方程式为___________。

(2)操作X为蒸发浓缩、_____________、洗涤烘干。经操作X之后得到MnSO4 • H2O。在洗涤操作中，常用酒精洗涤MnSO4 • H2O晶体，主要目的是_________________。

(3) 气体Y直接排放会污染空气，将Y的水溶液与软锰矿反应可得硫酸锰，反应②的化学方程式为____________。

(4) Mn2O3与MnO2类似，也能与浓盐酸反应，其反应的离子方程式为___________。

(5)用标准的BaCl2溶液测定样品中MnSO4 • H2O的质量分数时，发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略)，其原因可能是__________(任写一点)。

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辉铜矿主要成分为Cu2S，软锰矿主要成分为MnO2，它们都含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如下：

已知：①MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫；

②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定，在热水中会分解生成NH3；

③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算)：

（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有____________________(任写一点)；

（2）调节浸出液pH的范围为____________，其目的是_______________________；

（3）本工艺中可循环使用的物质是____________________(写化学式)．

（4）在该工艺的“加热驱氨”环节，若加热的温度较低或过高，都将造成_________________的结果；

（5）碳酸锰在一定条件下可得硫酸锰溶液，试根据如下曲线图示，现由硫酸锰溶液制备MnSO4·H2O的实验方案为____________________。

（6）用标准BaCl2溶液测定样品中MnSO4•H2O质量分数时，发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能原因有_________________(任写一种)。

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二氧化锰是制造锌锰干电池的基本原料，普通锌锰干电池的电池反应式为：

2MnO₂+Zn+2H₂O=2MnOOH+Zn(OH)₂。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯度二氧化锰的流程如下（软锰矿中所有金属元素在酸性条件下均以阳离子形式存在）：

某软锰矿的主要成分为MnO₂，还含Si（16.27%）、Fe（5.86%）、Al（3.24%）、Zn（2.68%）和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH及部分硫化物的K_sp（均为25℃时）见下表，回答下列问题：

（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO₂还原为MnSO₄，酸浸时发生的主要化学方程式为：

。

（2）滤渣A的主要成分为________ 。

（3）加入MnS的目的是除去________杂质。

（4）碱性锌锰电池中，MnO₂参与的电极反应式为________ 。

（5）从废旧碱性锌锰电池中可回收利用的物质有________（写两种）。

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锰酸锂(LiMn2O4)可作为锂离子电池的正极材料。工业上利用软锰矿浆吸收含硫烟气（SO2 和O2）制备锰酸锂，生产流程如下：

已知：①软锰矿主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质。

②软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。

③部分氢氧化物沉淀相关的溶液pH如下表：

（1）已知：

下列措施可提高SO2吸收率的是__________（填序号）

a.降低通入含硫烟气的温度　　 b.升高通入含硫烟气的温度

c.减少软锰矿浆的进入量　　　 d.减小通入含硫烟气的流速

（2）加入试剂X能提高产品纯度，则X可以是_____________（填化学式）

（3）加氨水调溶液pH在5～6之间，目的是_______________。

（4）锰酸锂可充电电池的总反应式为：Li1-xMnO2+LixC LiMn2O4+C(x<1)

①放电时，电池的正极反应式为__________________

②充电时，若转移1mole-，则石墨电极将增重__________g。

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