锰及其化合物在生产、生活中有许多用途。在实验室中模拟工业利用软锰矿( 主要成分为MnO2，...

锰及其化合物在生产、生活中有许多用途。在实验室中模拟工业利用软锰矿( 主要成分为MnO2，含少量SiO2、Fe2O3 和Al2O3 等)制备金属锰等物质,设计流程如下:

己知:Mn2+有较强的还原性,在空气中能被氧气氧化,碳酸锰在空气中高温加热固体产物为Mn2O3；部分氢氧化物的Ksp(近似值)如下表。

(1)“酸浸”前需将软锰矿粉碎的目的是_____________；酸浸过程MnO2 发生反应的离子方程式为_________________。

(2)向滤液I中需先加A物质,再加B物质,若加入的物质均为非金属化合物的溶液,则A 为(填物质的名称)_________，B为(填物质的名称)________。滤渣II的成分是_______(填物质的化学式)。

(3)“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度等,其中浸取率随酸浸时间的变化如图所示:

当浸取时间超过4 h时,锰浸取率反而减小,其原因是______________。

(4)测得滤液I 中c(Mn2+)=0.1mo/L,则加入B调节溶液pH范围为______。(已知:当某种离子浓度小于1×10-5mo/L时,可认为其沉淀完全。结果保留两位小数)

(5)“沉锰”过程中加入氨水的目的是(从化学平衡移动的角度解释)______________。

(6)写出由MnCO3为原料制备金属锰的过程中所涉及的化学方程式:____________。

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锰酸锂(LiMn2O4)可作为锂离子电池的正极材料，在工业上可利用软锰矿浆（主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质）吸收含硫烟气（主要成分SO2）制备锰酸锂，生产流程如下：

已知：①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表：

（1）为提高含硫烟气中SO2的吸收率，可以采取的措施_____________（举一例）。

（2）滤液1中所含金属阳离子有Mn2+、_____________（填离子符号）。

（3）在实际生产中，Li2CO3与MnO2按物质的量之比1∶4混合均匀加热制取LiMn2O4，反应过程如下：

①升温到515℃时，Li2CO3开始分解产生CO2，同时生成固体A，此时比预计Li2CO3的分解温度(723℃)低得多，可能原因是_________________；

②升温到566℃时，MnO2开始分解产生另一种气体X，X恰好与①中产生的CO2物质的量相等，同时得到固体B。请写出此过程反应的化学方程式___________；

③升温到720℃时，第三阶段反应开始，固体质量逐渐增加，当质量不再增加时，得到高纯度的锰酸锂。请写出该阶段反应的化学方程式_________________。

（4）请补充完整由“滤液1”得到“滤液2”同时回收Al(OH)3的实验方案[Al(OH)3在pH≥12时溶解]：边搅拌边向滤液1中________________。（实验中须用到的试剂有：NaOH溶液、H2O2、CO2）

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锰酸锂(LiMn2O4)可作为锂离子电池的正极材料，在工业上可利用软锰矿浆（主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质）吸收含硫烟气（主要成分SO2）制备锰酸锂，生产流程如下：

已知：①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。

②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表：

（1）已知：SO2的吸收率与温度及烟气流速的关系如图。

为提高含硫烟气中SO2的吸收率，可以采取的措施________________。

（2）滤液1中所含金属阳离子有Mn2+、_____________（填离子符号）。

（3）在实际生产中，Li2CO3与MnO2按物质的量之比为1∶4混合均匀加热制取LiMn2O4。

①升温到515 ℃时，Li2CO3开始分解产生CO2，同时生成固体A，此时比预计Li2CO3的分解温度(723℃)低得多，可能原因是_________________。

②升温到566 ℃时，MnO2开始分解产生另一种气体X，X恰好与①中产生的CO2物质的量相等，同时得到固体B。请写出此过程发生的化学反应方程式_________________。

③升温到720 ℃时，A、B反应，固体质量逐渐增加，当质量不再增加时，得到高纯度的锰酸锂。请写出发生的化学反应方程式_________________。

（4）请补充完整由“滤液1”得到“滤液2”和Al(OH)3的实验方案[Al(OH)3在pH≥12时溶解]：边搅拌边向滤液1中________________。（实验中须用到的试剂有：NaOH溶液、H2O2、CO2）

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工业以软锰矿（主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质）为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰（MnCO3）。其工业流程如下：

（1）浸锰过程中Fe2O3与SO2反应的离子方程式为Fe2O3+ SO2+2H+=2Fe2++ SO42－+ H2O，该反应是经历以下两步反应实现的。

ⅰ：Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3++3H2O　 ⅱ: ......

写出ⅱ的离子方程式：____________________________________________。

（2）过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为_______（填离子符号）。

（3）氧化过程中被MnO2氧化的物质有（写化学式）：____________________。

（4）“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图所示，为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是_________；向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是______________________。

（5）加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式：_____________________。

（6）生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是_________________________________。

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工业以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下：

(1)浸锰过程中Fe2O3与SO2反应的离子方程式为Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42－+H2O，该反应是经历以下两步反应实现的。

i．Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O　　　　 ii．……

写出ii的离子方程式：______________________。

(2)过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为___________(填离子符号)

(3)氧化过程中被MnO2氧化的物质有(写化学式)：______________________。

(4)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对浸锰”反应的影响如图所示：为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是___________；向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是______________________。

(5)加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式：______________________。

(6)已知：pNi=－lgc(Ni2+)，常温下，Ksp(NiCO3)=1.4×10－7，向10mL0.1mol·L－1Ni(NO3)2溶液中滴加0.1mol·L－1Na2S溶液，会产生NiS沉淀，在滴加过程中pNi与Na2S溶液体积的关系如图所示。则在E、F、G三点中，___________点对应溶液中水电离程度最小，常温下，在NiS和NiCO3的浊液中=______________________。

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工业以软锰矿（主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质）为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰（MnCO3）。其工业流程如下：

（1）浸锰过程中Fe2O3与SO2反应的化学方程式为Fe2O3+ SO2+2H+=2Fe2++ SO42－+ H2O，该反应是经历以下两步反应实现的。写出ⅱ的离子方程式：_____________。

ⅰ：Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3++3H2O

ⅱ：……

（2）过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为_____________（填离子符号）。

（3）写出氧化过程中MnO2与SO2反应的化学方程式：_________________。

（4）“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图所示，为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是_________；向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是___________________。

（5）加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式：___________________。

（6）生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是____________________。

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工业以软锰矿（主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质）为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰（MnCO3）。其工业流程如下：

（1）浸锰过程中Fe2O3与SO2反应的化学方程式为Fe2O3+ SO2+2H+=2Fe2++ SO42－+ H2O，该反应是经历以下两步反应实现的。写出ⅱ的离子方程式：_____________。

ⅰ：Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3++3H2O

ⅱ：……

（2）过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为_____________（填离子符号）。

（3）写出氧化过程中MnO2与SO2反应的化学方程式：_________________。

（4）“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图所示，为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是_________；向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是___________________。

（5）加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式：___________________。

（6）生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是____________________。

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Ⅰ.工业以软锰矿（主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质）为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰（MnCO3）。其工业流程如下：

(1)浸锰过程中Fe2O3与SO2反应的离子方程式为Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42-+H2O，该反应是经历以下两步反应实现的。

ⅰ：Fe2O3+6H+ =2Fe3++3H2O　

ⅱ：____________________________________________（离子方程式）。

(2)过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为____________（填离子符号）。

(3)氧化过程中被MnO2氧化的物质有（写化学式）：____________________。

(4) “浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图所示，为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是_________；向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是______________________。

(5).加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式：_______________________________________________________。

Ⅱ.重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。

酸性条件下，六价铬主要以Cr2O72-形式存在，工业上常用电解法处理含Cr2O72-的废水。实验室用如图装置模拟处理含Cr2O72-废水，阳极反应式Fe-2e-=Fe2+，阴极反应式2H++2e-=H2↑随着电解进行，阴极附近pH升高。

(1)电解时能否用Cu电极来代替Fe电极?____(填“能”或“不能”)，理由是______________________。

(2)电解时阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式为______________________________。

(3)上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从其对水的电离平衡影响角度解释其原因__________________________。

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工业上以软锰矿(主要成分为MnO2，另含有少量FeCO3、Al2O3、SiO2)为原料制取金属锰的工艺流程如下：

(1)写出“浸渣”中主要成分的用途 ________(写出两条)。

(2)滤渣1的主要成分是 ________(用化学式表示)

(3)经检测“浸取液”中无Fe2+，“浸取”时MnO 2发生反应的离子方程式为 ________。

(4)写出“沉锰”操作中发生反应的离子方程式：________。

(5)将“酸溶”后的溶液作为电解液，用下图1装置电解，应采用 ______(填“阴”或“阳”)离子交换膜，阳极的电极反应式为________。

(6)为充分利用“滤渣1”，需测定滤渣中铝元素的含量，设计以下方案。

①将ag滤渣处理成xmL溶液。

②取少量①中溶液用EDTA滴定测得溶液中Fe3+ 、Al3+ 的浓度之和为ymmol·L－1 。

③另取少量①中溶液将Fe3+ 用盐酸羟胺(在溶液中可完全电离出NH3OH+与Cl－ )还原为Fe2+，离子方程式为 ________；

④将③所得溶液利用吸光度法测得其吸光度为0.400(吸光度与Fe2+的浓度关系如上图2所示)。该样品中铝元素的质量分数为 _________(用含字母的表达式表示)。

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工业上主要采用软锰矿和闪锌矿联合生产MnO2和锌。软锰矿主要成分为MnO2，还含少量A12O3和SiO2杂质。闪锌矿主要成分为ZnS，还含少量FeS、CuS杂质。现用稍过量的软猛矿和闪转矿为原料，经过一系列处理后制备产品“MnO2和锌”。工艺流程如下：

已知：I：金属硫化物、硫酸、二氧化锰三者发生的反应均是氧化还原反应。

例如: MnO2+ZnS+2H2SO4MnSO4+ZnSO4+S+2H2O。

II：4X-+Mn2+MnX42-，X-不参与电极反应。Zn2+与X-不反应。

III：各种金属离子完全沉淀的pH如下表：

回答下列问题：

(1)操作I的名称是_____________。

(2)物质C是MnO2和ZnO的混合物。加入物质C充分作用后，过滤，所得固体的成分是_______(用化学式表示)。

(3)电解溶液D的装置如下图所示，两个电极都是惰性电极。

①硫酸钠的作用是__________________。

②b电极的电极反应式是____________________________________。

请用平衡移动原理解释加入试剂NaX的作用:___________________________。

(4)若一定质量的闪锌矿中含1.76kg FeS，则在上述流程中1.76kg FeS消粍MnO2的质量为_____kg。

(5)现有0.4mol/LMn(NO3)2、0.8mol/LZn(NO3)2的混合溶液100mL，向该混合液中逐滴加入Na2S溶液，当MnS沉淀一定程度时，测得c( Mn2+) = 2.0×10-3mol/L，则此时c(Zn2+)=______[已知Ksp(ZnS) =1.3×10-24，Ksp(MnS) =2.6×10-13]。

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