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软锰矿的主要成分是二氧化锰,用软锰矿浆吸收工业废气中的二氧化硫,可以制高纯度的硫酸锰晶体,其流程如图所示:已知:浸出液中的金属阳离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+等,
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软锰矿的主要成分是二氧化锰,用软锰矿浆吸收工业废气中的二氧化硫,可以制高纯度的硫酸锰晶体,其流程如图所示:
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已知:浸出液中的金属阳离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+等,且pH<2.几种离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如右表所示:
根据上述流程,回答下列问题:
(1)写出二氧化锰与二氧化硫反应的化学方程式:___.
(2)浸出液的pH<2,从上述流程看,可能的原因为___
(用化学用语和必要的文字说明).
(3)用离子方程式表示加入二氧化锰的作用:___.
(4)从表中数据来看,能不能取消“加入二氧化锰”的步骤?原因是___.
(5)下列试剂能替代二氧化锰的是___(填序号).
A.双氧水 B.氯水 C.高锰酸钾溶液 D.次氯酸钠
(6)有同学认为可以用碳酸锰(MnCO3)或氢氧化锰[Mn(OH)2]替代石灰乳,你是否同意此 观点?简述理由:___.
(7)从含硫酸锰的滤液中提取硫酸锰晶体的操作是___.利用 废渣能提取高纯度的铁红,简述其操作过程:___.
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已知:浸出液中的金属阳离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+等,且pH<2.几种离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如右表所示:
离子 | 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH |
Fe2+ | 7.6 | 9.7 |
Fe3+ | 2.7 | 3.7 |
Al3+ | 3.8 | 4.7 |
Mn2+ | 8.3 | 9.8 |
(1)写出二氧化锰与二氧化硫反应的化学方程式:___.
(2)浸出液的pH<2,从上述流程看,可能的原因为___
(用化学用语和必要的文字说明).
(3)用离子方程式表示加入二氧化锰的作用:___.
(4)从表中数据来看,能不能取消“加入二氧化锰”的步骤?原因是___.
(5)下列试剂能替代二氧化锰的是___(填序号).
A.双氧水 B.氯水 C.高锰酸钾溶液 D.次氯酸钠
(6)有同学认为可以用碳酸锰(MnCO3)或氢氧化锰[Mn(OH)2]替代石灰乳,你是否同意此 观点?简述理由:___.
(7)从含硫酸锰的滤液中提取硫酸锰晶体的操作是___.利用 废渣能提取高纯度的铁红,简述其操作过程:___.
▼优质解答
答案和解析
由浸出液中的金属阳离子主要是Mn2+,可知浸出时主要发生反应:SO2+MnO2═MnSO4,由于二氧化硫溶于水生成H2SO3,H2SO3部分电离会使浸出液pH<2,浸出液中含有少量的Fe2+、Al3+等,由离子开始沉淀及沉淀完全的pH可知,加入二氧化锰氧化过程,是将亚铁离子转化为铁离子,再加入石灰乳,调节溶液pH值,使铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,再进行过滤,滤渣中主要有氢氧化铝、氢氧化铝,滤液为硫酸锰溶液,再通过蒸发浓缩、降温结晶,最后过滤得到硫酸锰晶体.
(1)由上述分析可知,二氧化锰与二氧化硫反应的化学方程式为SO2+MnO2═MnSO4,故答案为:SO2+MnO2═MnSO4;
(2)二氧化硫溶于水发生反应:SO2+H2O=H2SO3,生成的H2SO3部分电离:H2SO3⇌H++HSO3-,使浸出液的pH<2,
故答案为:二氧化硫溶于水发生反应:SO2+H2O=H2SO3,生成的H2SO3部分电离:H2SO3⇌H++HSO3-;
(3)加入二氧化锰氧化过程,是将亚铁离子转化为铁离子,反应离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O;
故答案为:MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O;
(4)由表中数据可知,pH=9.7时Fe2+才完全沉淀,而pH=8.3时Mn2+已经开始沉淀,不能能取消“加入二氧化锰”的步骤,故答案为:不能,pH=9.7时Fe2+才完全沉淀,而pH=8.3时Mn2+已经开始沉淀;
(5)替代二氧化锰的试剂应具有强氧化性,且不能引入杂化,氯气、酸性高锰酸钾、次氯酸均会引入杂质离子,而双氧水可以氧化亚铁离子为铁离子,同时生成水,不引入杂质离子,故选A;
(6)铁离子、铝离子水解程度比锰离子大,加热碳酸锰或氢氧化锰与氢离子反应,促进铁离子、铝离子水解,进而转化为沉淀,再通过过滤除去,同意该同学的观点,
故答案为:同意,铁离子、铝离子水解程度比锰离子大,加热碳酸锰或氢氧化锰与氢离子反应,促进铁离子、铝离子水解,进而转化为沉淀,再通过过滤除去;
(7)从含硫酸锰的滤液中提取硫酸锰晶体的操作是:蒸发浓缩、降温结晶、过滤;
滤渣中主要有氢氧化铝、氢氧化铝,提取高纯度的铁红的方案为:将滤渣溶于足量的氢氧化钠溶液中,再进行过滤、洗涤、干燥,最后灼烧可得氧化铁.
故答案为:蒸发浓缩、降温结晶;过滤;将滤渣溶于足量的氢氧化钠溶液中,再进行过滤、洗涤、干燥,最后灼烧可得氧化铁.
(1)由上述分析可知,二氧化锰与二氧化硫反应的化学方程式为SO2+MnO2═MnSO4,故答案为:SO2+MnO2═MnSO4;
(2)二氧化硫溶于水发生反应:SO2+H2O=H2SO3,生成的H2SO3部分电离:H2SO3⇌H++HSO3-,使浸出液的pH<2,
故答案为:二氧化硫溶于水发生反应:SO2+H2O=H2SO3,生成的H2SO3部分电离:H2SO3⇌H++HSO3-;
(3)加入二氧化锰氧化过程,是将亚铁离子转化为铁离子,反应离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O;
故答案为:MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O;
(4)由表中数据可知,pH=9.7时Fe2+才完全沉淀,而pH=8.3时Mn2+已经开始沉淀,不能能取消“加入二氧化锰”的步骤,故答案为:不能,pH=9.7时Fe2+才完全沉淀,而pH=8.3时Mn2+已经开始沉淀;
(5)替代二氧化锰的试剂应具有强氧化性,且不能引入杂化,氯气、酸性高锰酸钾、次氯酸均会引入杂质离子,而双氧水可以氧化亚铁离子为铁离子,同时生成水,不引入杂质离子,故选A;
(6)铁离子、铝离子水解程度比锰离子大,加热碳酸锰或氢氧化锰与氢离子反应,促进铁离子、铝离子水解,进而转化为沉淀,再通过过滤除去,同意该同学的观点,
故答案为:同意,铁离子、铝离子水解程度比锰离子大,加热碳酸锰或氢氧化锰与氢离子反应,促进铁离子、铝离子水解,进而转化为沉淀,再通过过滤除去;
(7)从含硫酸锰的滤液中提取硫酸锰晶体的操作是:蒸发浓缩、降温结晶、过滤;
滤渣中主要有氢氧化铝、氢氧化铝,提取高纯度的铁红的方案为:将滤渣溶于足量的氢氧化钠溶液中,再进行过滤、洗涤、干燥,最后灼烧可得氧化铁.
故答案为:蒸发浓缩、降温结晶;过滤;将滤渣溶于足量的氢氧化钠溶液中,再进行过滤、洗涤、干燥,最后灼烧可得氧化铁.
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