碳酸锰(MnCO3)是制造电信器材的软磁铁氧体,也用作脱硫的催化剂,瓷釉、涂料和清漆的颜料。工业上利用软锰矿(主要成分是MnO2,还含有Fe2O3、CaCO3、CuO等杂质)制取碳酸锰的流程如下图所示:
已知:还原焙烧主反应为:2MnO2+C2MnO+CO2↑。
可能用到的数据如下:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Mn(OH)2 |
开始沉淀pH | 1.5 | 6.5 | 4.2 | 8.3 |
沉淀完全pH | 3.7 | 9.7 | 7.4 | 9.8 |
根据要求回答下列问题:
(1)步骤B中若采用质量分数为35%的硫酸(密度ρ=1.26 g/cm3),则其物质的量浓度为____。
(2)步骤C中得到的滤渣主要成分是______________________________,步骤D中还原剂与氧化剂的物质的量之比为_____________________________。
(3)步骤E中调节pH的范围为______________________________。
(4)步骤G的离子方程式为_________________________________________,若Mn2+沉淀完全时测得溶液中CO32-的浓度为2.2×10-6 mol/L,则Ksp(MnCO3)=___________。
(5)实验室可以用Na2S2O8溶液来检验Mn2+是否完全发生反应,原理为:____Mn2+ +____ S2O82- + _____H2O = __________________________________,
①请完成上述离子方程式; _____________
②请描述Mn2+未完全反应时出现的现象__________。
高三化学填空题困难题
碳酸锰(MnCO3)是制造电信器材的软磁铁氧体,也用作脱硫的催化剂,瓷釉、涂料和清漆的颜料。工业上利用软锰矿(主要成分是MnO2,还含有Fe2O3、CaCO3、CuO等杂质)制取碳酸锰的流程如下图所示:
已知:还原焙烧主反应为:2MnO2+C2MnO+CO2↑。
可能用到的数据如下:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Mn(OH)2 |
开始沉淀pH | 1.5 | 6.5 | 4.2 | 8.3 |
沉淀完全pH | 3.7 | 9.7 | 7.4 | 9.8 |
根据要求回答下列问题:
(1)步骤B中若采用质量分数为35%的硫酸(密度ρ=1.26 g/cm3),则其物质的量浓度为____。
(2)步骤C中得到的滤渣主要成分是______________________________,步骤D中还原剂与氧化剂的物质的量之比为_____________________________。
(3)步骤E中调节pH的范围为______________________________。
(4)步骤G的离子方程式为_________________________________________,若Mn2+沉淀完全时测得溶液中CO32-的浓度为2.2×10-6 mol/L,则Ksp(MnCO3)=___________。
(5)实验室可以用Na2S2O8溶液来检验Mn2+是否完全发生反应,原理为:____Mn2+ +____ S2O82- + _____H2O = __________________________________,
①请完成上述离子方程式; _____________
②请描述Mn2+未完全反应时出现的现象__________。
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碳酸锰(MnCO3)是制造电信器材的软磁铁氧体,也用作脱硫的催化剂,瓷釉、涂料和清漆的颜料。工业上利用软锰矿(主要成分是MnO2,还含有Fe2O3、CaCO3、CuO等杂质)制取碳酸锰的流程如下图所示:
已知:还原焙烧主反应为2MnO2+C2MnO+CO2↑。
可能用到的数据如下:
根据要求回答下列问题
(1)在实验室进行步骤A操作,需要用到的仪器名称为___________。
(2)步骤C中得到的滤渣主要成分是CaSO4和___________,步骤D中还原剂与氧化剂的物质的量之比为___________。
(3)步骤E中调节pH的范围为___________,其目的是______________________。
(4)步骤G发生的离子方程式为_________________________________,若Mn2+沉淀完全时测得溶液中CO32-的浓度为2.2×10-6mol/L,则Ksp(MnCO3)=___________。
(5)实验室可以用Na2S2O8溶液来检验Mn2+是否完全发生反应,原理为Mn2++S2O82-+H2O→H++SO42-+MnO4-,确认Mn2+离子已经完全反应的现象是___________。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
碳酸锰(MnCO3)是制造电信器材的软磁铁氧体,也用作脱硫的催化剂,瓷釉、涂料和清漆的颜料。工业上利用软锰矿(主要成分是MnO2,还含有Fe2O3、CaCO3、CuO等杂质)制取碳酸锰的流程如下图所示:
已知:还原焙烧主反应为:2MnO2+C2MnO+CO2↑。
可能用到的数据如下:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Mn(OH)2 |
开始沉淀pH | 1.5 | 6.5 | 4.2 | 8.3 |
沉淀完全pH | 3.7 | 9.7 | 7.4 | 9.8 |
根据要求回答下列问题:
(1)在实验室进行步骤A,需要用到的仪器为________________,步骤B中若采用质量分数为35%的硫酸(密度ρ=1.26 g/cm3),则其物质的量浓度为_________。
(2)步骤C中得到的滤渣主要成分是_______________,步骤D中还原剂与氧化剂的物质的量之比为__________。
(3)步骤E中调节pH的范围为________,其目的是_____________________________。
(4)步骤G的离子方程式为___________________,若Mn2+沉淀完全时测得溶液中CO32-的浓度为2.2×10-6 mol/L,则Ksp(MnCO3)=__________。
(5)实验室可以用Na2S2O8溶液来检验Mn2+是否完全发生反应,原理为:
Mn2++S2O82-+H2O=H++SO42-+MnO4-,
①请配平上述离子方程式____________________________;
②确认Mn2+离子已经完全反应的现象是_______________________________。
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磁性材料产业是21 世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一,碳酸锰(MnCO3)可制造电信器材的软磁铁氧体。工业上利用软锰矿(主要成分为 MnO2,含少量SiO2、Fe2O3、CuO 等杂质)和含SO2的烟气为主要原料制备无水碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①MnCO3难溶于水和乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃ 时开始分解。
②不同金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH 和有关物质的 Ksp 如下表:
离子 | Fe3+ | Fe2+ | Cu2+ | Mg2+ | ||||
开始沉淀的pH | 2.7 | 7.5 | 4.2 | 7.8 | ||||
沉淀完全的pH | 3.7 | 9.7 | 6.7 | 9.8 | ||||
物质 | MnS | CaF2 | CuS | |||||
Ksp | 2.5×10-13 | 1.5×10-10 | 1.3×10-36 | |||||
回答下列问题:
(1)为提高“溶浸”过程中的浸取速率,以下方法不能提高浸取速率的是________。
A.将矿石研磨粉碎 B.连续搅拌 C.延长浸取时间 D.升高温度 E.适当增大稀硫酸的浓度
“溶浸”过程中往往有副产物MnS2O6 生成,温度对“溶浸”反应的影响如下图所示, 为减少MnS2O6的生成,“溶浸”的适宜温度应大于___。
(2)“除铁”步骤中,在加入石灰调节溶液的pH前,加入适量的软锰矿,发生反应的离子方程为____。
(3) “净化”步骤的目的是除去溶液中的Ca2+、Cu2+等杂质。若测得滤液中 c(F-)=0.02mol•L-1,则滤液中残留的c(Ca2+) =__。
(4) “沉锰”步骤中 ,加入 NH4HCO3后有无色无味的气体放出, 发生反应的离子方程式为______。
(5)从“沉锰”步骤中要得到纯净无水MnCO3,先将析出的 MnCO3沉淀过滤,再用_______(填化学式)洗涤更易于干燥。过滤后废液的主要成分为____(填化学式)。
(6)实际生产中, 运用阴离子交换膜法电解得到金属锰,电解装置如下图所示,B电极为直流电源的_________极。该工艺若不使用离子交换膜, 会造成Mn2+发生副反应生成 MnO2, 写出该副反应的电极反应式_______。
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碳酸锰是制造电信器材软磁铁氧体、合成二氧化锰和制造其它锰盐的原料,用于医药、电焊条辅助原料等。工业上用氯化铵焙烧菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属Mn+离子浓度c(Mn+)=0.1 mol• L -1,形成M(OH)n沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mn2+ | Mg2+ |
开始沉淀的pH | 6.3 | 1.5 | 3.8 | 8.8 | 9.6 |
沉淀完全的pH | 8.3 | 2.8 | 5.2 | 10.8 | 11.6 |
③常温下,Ksp(CaF2) =1.46×10-10,Ksp(MgF2) = 7.30×10-11
回答下列问题:
(1)混合研磨成细粉的目的是_________________。
(2)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_____________。
(3)浸出液“净化除杂”过程如下:首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为________;再调节溶液pH范围为________将Al3+、Fe3+变为沉淀除去;再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+,当c(Ca2+)=1.0×10-5mol‧L-1时,c(Mg2+)=______mol‧L-1。
(4)碳化结晶过程中不能用(NH4)2CO3溶液代替NH4HCO3溶液可能的原因是_________。
(5)在操作流程中可以循环利用的物质是__________。
(6)测定碳酸锰产品的纯度。
称取0.2500g碳酸锰产品于锥形瓶中,加25.00 mL磷酸,加热,碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-,冷却至室温。加水稀释至50 mL,滴加2~3滴指示剂,然后用浓度为0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定(反应为:[Mn(PO4)2]3-+Fe2+=Mn2++Fe3++2)。重复操作3次,记录数据如下表:
滴定 次数 | 0.2000mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数(mL) | |
滴定前 | 滴定后 | |
1 | 0.10 | 10.20 |
2 | 0.22 | 11.32 |
3 | 1.05 | 10.95 |
则产品的纯度=____________,若滴定终点时俯视读数,则测得的碳酸锰粗产品的纯度__________。(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
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碳酸锰是制造电信器材软磁铁氧体,合成二氧化锰和制造其他锰盐的原料。工业上用软锰矿(主要成分是MnO2·MnO,含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)制备碳酸锰的流程如下:
(1)“浸取”步骤中,MnO2·MnO发生反应的离子方程式为___,还能被K2SO3还原的物质有___(填化学式)。“过滤”时滤渣的主要成分是___。
(2)如表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(“沉淀完全”是指溶液离子浓度低于1.0×10-5mol·L-1),请补充完整由“氧化”后的溶液制备MnCO3的实验方案:向“氧化”后的溶液中加入____,调pH为___,___,得较纯MnCl2溶液,加入KHCO3溶液沉锰得MnCO3。(实验中可能用到的试剂为K2CO3溶液、盐酸)。
(3)“沉锰”步骤的离子方程式为___,若Mn2+沉淀完全时测得溶液中CO32-的浓度为2.2×10-6mol·L-1,则Ksp(MnCO3)=___。
(4)实验室可以用Na2S2O8溶液来检验Mn2+是否完全发生反应,原理为:Mn2++S2O82-+H2O---H++SO42-+MnO4-
①请配平上述离子方程式___;
②确认Mn2+离子已经完全反应的现象是___。
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碳酸锰(MnCO3)常用于脱硫的催化剂。工业上利用软锰矿(主要成分是MnO2,还含有钙、铁、铝镁的氧化物及一些重金属的氧化物)制备无水碳酸锰的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)为了提高“酸浸”步骤中原料的浸出率,可以采取的措施有___________(填字母)。
a.适当升温 b.连续搅拌 c.研磨矿石 d.加入足量的水
(2)“氧化”步骤中利用MnO2将溶液中Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为_____________。
(3)“除铝铁”步骤中用MnCO3调节溶液pH的优点是___________________(写出一点),也可以用(填化学式)_____________代替MnCO3。
(4)“沉锰”步骤中反应温度需要控制在30~35℃以下,反应温度控制在35℃以下的原因是____,写出“沉锰”步骤中发生反应的化学方程式:________________________。
(5)25℃时,Ksp(MnCO3)=2.2×10-11,Ksp(MgCO3)=6.8×10-6。“沉锰”步骤中当Mn2+刚好沉淀完全[c(Mn2+)=1×10-5mol·L-1]时,若不析出MgCO3沉淀,则此时c(Mg2+)不能超过_____________mol·L-1(计算结果保留1位小数)。
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磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一,作为信息产业和机电工业的重要基础功能材料,磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体,工业上以软锰矿(主要成分为MnO2)和黄铁矿(主要成分为FeS2)为主要原料制备碳酸锰的主要工艺流程如下:
已知:几种金属离子沉淀的pH如下表。
Fe2+ | Fe3+ | Cu2+ | Mn2+ | |
开始沉淀的pH | 7.5 | 3.2 | 5.2 | 8.8 |
完全沉淀的pH | 9.2 | 3.7 | 7.8 | 10. 4 |
回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出效率,采取的措施不合理的有________。
A.搅拌 B.适当升高温度 C.研磨矿石 D.加入足量的蒸馏水
(2)溶浸过程中主要产生的金属阳离子为Fe3+、Mn2+,浸取后的溶液中含有少量Fe2+、Cu2+、Ca2+,则在加入石灰调节溶液的pH从而使铁元素被完全沉淀前,加入适量的软锰矿,其发生反应的离子方程式为____________________,加入石灰调节溶液pH的范围为____________________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质,故滤渣主要是________(填化学式)和CaF2。若测得滤液中c(F-)为0.01mol·L-1,则滤液中残留c(Ca2+)为________mol·L-1[已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10]。
(4)有人认为净化工序中使用NaF会引起污染,建议用(NH4)2CO3代替NaF,但是用(NH4)2CO3代替NaF的缺点是______________________________________。
(5)下图为黄铁矿的质量分数对锰浸出率的影响,仅据图中信息,黄铁矿的质量分数应保持在________%左右。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一,作为信息产业和机电工业的重要基础功能材料,磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体,工业上以软锰矿(主要成分为MnO2)和黄铁矿(主要成分为FeS2)为主要原料制备碳酸锰的主要工艺流程如下:
已知:几种金属离子沉淀的pH如下表。
Fe2+ | Fe3+ | Cu2+ | Mn2+ | |
开始沉淀的pH | 7.5 | 3.2 | 5.2 | 8.8 |
完全沉淀的pH | 9.2 | 3.7 | 7.8 | 10. 4 |
回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出效率,采取的措施不合理的有________。
A.搅拌 B.适当升高温度 C.研磨矿石 D.加入足量的蒸馏水
(2)溶浸过程中主要产生的金属阳离子为Fe3+、Mn2+,浸取后的溶液中含有少量Fe2+、Cu2+、Ca2+,则在加入石灰调节溶液的pH从而使铁元素被完全沉淀前,加入适量的软锰矿,其发生反应的离子方程式为____________________,加入石灰调节溶液pH的范围为____________________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质,故滤渣主要是________(填化学式)和CaF2。若测得滤液中c(F-)为0.01mol·L-1,则滤液中残留c(Ca2+)为________mol·L-1[已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10]。
(4)有人认为净化工序中使用NaF会引起污染,建议用(NH4)2CO3代替NaF,但是用(NH4)2CO3代替NaF的缺点是______________________________________。
(5)下图为黄铁矿的质量分数对锰浸出率的影响,仅据图中信息,黄铁矿的质量分数应保持在________%左右。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一,作为信息产业和机电工业的重要基础功能材料,磁性材料广泛应用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体,工业上以软锰矿(主要成分为MnO2)和黄铁矿(主要成分为FeS2)为主要原料制备碳酸锰的主要工艺流程如下:
已知:几种金属离子沉淀的pH如下表。
Fe2+ | Fe3+ | Cu2+ | Mn2+ | |
开始沉淀的pH | 7.5 | 3.2 | 5.2 | 8.8 |
完全沉淀的pH | 9.2 | 3.7 | 7.8 | 10.4 |
回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出效率,采取的措施不合理的有________。
A.搅拌 B.适当升高温度
C.研磨矿石 D.加入足量的蒸馏水
(2)溶浸过程中主要产生的离子为Fe3+、Mn2+、SO42-,请写出主要反应的离子方程式:___________;浸取后的溶液中含有少量Fe2+、Cu2+、Ca2+,则在加入石灰调节溶液的pH从而使铁元素被完全沉淀前,加入适量的软锰矿目的是______________________,加入石灰调节溶液pH的范围为____________________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质,故滤渣主要是________(填化学式)和CaF2。若测得滤液中c(F-)为0.01mol·L-1,则滤液中残留c(Ca2+)为________mol·L-1[已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10]。
(4)有人认为净化工序中使用NaF会引起污染,建议用(NH4)2CO3代替NaF,但是用(NH4)2CO3代替NaF的缺点是______________________________________。
(5)如图为黄铁矿的质量分数对锰浸出率的影响,仅据图中信息,黄铁矿的质量分数应保持在________%左右。
高三化学工业流程困难题查看答案及解析