高純碳酸錳廣泛應(yīng)用于電子工業(yè),是制造高性能磁性材料的主要原料.新工藝采用工業(yè)冶銅后的廢氣SO2進(jìn)行濕法浸取軟錳礦(主要含MnO2,同時(shí)含有少量SiO2、Fe2O3、Al2O3)來(lái)制備.(已知亞硫酸酸性強(qiáng)于碳酸)
①將過(guò)量的SO2氣體通入軟錳礦漿中進(jìn)行“浸錳”操作,并控制溫度加熱反應(yīng);
②向浸錳結(jié)束后的濾液中加入MnO2、同時(shí)通入空氣,再用Na2CO3溶液調(diào)節(jié)pH為3.7后過(guò)濾分離;
③調(diào)節(jié)濾液pH值為6.5~7.2,然后加入NH4HCO3,有淺紅色的沉淀生成,過(guò)濾洗滌干燥后就可以得到高純碳酸錳.
工業(yè)流程圖如下:

已知生成氫氧化物的pH如下表:
物質(zhì)Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2
開(kāi)始沉淀pH2.77.68.3
完全沉淀pH3.79.69.8
請(qǐng)根據(jù)題中有關(guān)信息回答問(wèn)題:
(1)“浸錳”后所得混合液中主要存在的金屬陽(yáng)離子有______.
(2)由圖可知,副反應(yīng)MnSO4+SO2 MnS2O6的△H______0(填>、<或=),為減少M(fèi)nS2O6 的生成,“浸錳”的適宜溫度是______.
(3)步驟②中加入MnO2和通入空氣的作用______.
(4)③中控制溫度為60~70℃,溫度不宜太高的原因是______.
(5)與傳統(tǒng)的電解法制MnCO3工藝相比較,新工藝的優(yōu)點(diǎn)是______(寫兩點(diǎn)).
【答案】分析:(1)浸錳礦所用試劑為酸,酸和堿性氧化物反應(yīng)生成鹽和水,根據(jù)鹽的成分判斷溶液中含有的陽(yáng)離子.
(2)升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),根據(jù)圖象判斷該反應(yīng)的類型.
(3)二氧化錳有氧化性能和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng);空氣中的氧氣能將二價(jià)鐵離子氧化生成三價(jià)鐵離子,從而用碳酸鈉除去.
(4)溫度較高時(shí),碳酸氫銨能分解.
(5)二氧化硫有毒,直接排空污染環(huán)境;電解需要電能,浪費(fèi)資源.
解答:解:(1)浸錳礦所用試劑為酸,酸和堿性氧化物反應(yīng)生成鹽和水,能和酸反應(yīng)的氧化物為Fe2O3、Al2O3和MnO2,二氧化硫有還原性,能把三價(jià)鐵離子和二氧化錳含有生成二價(jià)鐵離子和二價(jià)錳離子,所以溶液中含有的陽(yáng)離子為Mn2+、Fe2+、Al3+,
故答案為:Mn2+、Fe2+、Al3+; 
(2)根據(jù)圖象知,溫度越高,MnS2O6的生成率越低,所以該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),焓變小于△H<0;當(dāng)溫度為 150℃時(shí),MnS2O6的生成率為0,故選溫度為 150℃.
故答案為:<;150℃;
(3)二氧化錳有氧化性,二氧化硫有還原性,所以二氧化錳和二氧化硫能發(fā)生氧化還原反應(yīng),加入MnO2是為了除去過(guò)量的SO2;空氣中含有氧氣,二價(jià)鐵離子不穩(wěn)定能被空氣中的氧氣氧化生成三價(jià)鐵離子,三價(jià)鐵離子和碳酸鈉反應(yīng)生成沉淀碳酸鐵,所以通入空氣將Fe2+氧化成Fe3+便于后來(lái)加碳酸鈉除去,
故答案為:加入MnO2是為了除去過(guò)量的SO2;通入空氣將Fe2+氧化成Fe3+便于后來(lái)加碳酸鈉除去;
(4)溫度高時(shí),碳酸氫銨分解生成氨氣、水和二氧化碳,所以)③中控制溫度為60~70℃,溫度不宜太高的原因是防止NH4HCO3受熱分解,
故答案為:防止NH4HCO3受熱分解;
(5)二氧化硫有毒,直接排空污染環(huán)境,二氧化硫和軟錳礦浸出漿反應(yīng)充分運(yùn)用了二氧化硫,保護(hù)了環(huán)境;電解需要電能,浪費(fèi)資源,新工藝能節(jié)約能源,
故答案為:綜合利用了尾氣SO2有利于環(huán)境保護(hù),同時(shí)節(jié)約能源.
點(diǎn)評(píng):本題考查了制備實(shí)驗(yàn)方案中的有關(guān)知識(shí),難度不大,明確二氧化硫和三價(jià)鐵離子能發(fā)生氧化還原反應(yīng),二氧化硫和三價(jià)鐵離子反應(yīng)生成硫酸根離子和二價(jià)鐵離子.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

高純碳酸錳廣泛應(yīng)用于電子工業(yè),是制造高性能磁性材料的主要原料.新工藝采用工業(yè)冶銅后的廢氣SO2進(jìn)行濕法浸取軟錳礦(主要含MnO2,同時(shí)含有少量SiO2、Fe2O3、Al2O3)來(lái)制備.(已知亞硫酸酸性強(qiáng)于碳酸)
①將過(guò)量的SO2氣體通入軟錳礦漿中進(jìn)行“浸錳”操作,并控制溫度加熱反應(yīng);
②向浸錳結(jié)束后的濾液中加入MnO2、同時(shí)通入空氣,再用Na2CO3溶液調(diào)節(jié)pH為3.7后過(guò)濾分離;
③調(diào)節(jié)濾液pH值為6.5~7.2,然后加入NH4HCO3,有淺紅色的沉淀生成,過(guò)濾洗滌干燥后就可以得到高純碳酸錳.
工業(yè)流程圖如下:

已知生成氫氧化物的pH如下表:
物質(zhì) Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2
開(kāi)始沉淀pH 2.7 7.6 8.3
完全沉淀pH 3.7 9.6 9.8
請(qǐng)根據(jù)題中有關(guān)信息回答問(wèn)題:
(1)“浸錳”后所得混合液中主要存在的金屬陽(yáng)離子有
Mn2+、Fe2+、Al3+
Mn2+、Fe2+、Al3+

(2)由圖可知,副反應(yīng)MnSO4+SO2 MnS2O6的△H
0(填>、<或=),為減少M(fèi)nS2O6 的生成,“浸錳”的適宜溫度是
150℃
150℃

(3)步驟②中加入MnO2和通入空氣的作用
加入MnO2是為了除去過(guò)量的SO2;通入空氣將Fe2+氧化成Fe3+便于后來(lái)加碳酸鈉除去
加入MnO2是為了除去過(guò)量的SO2;通入空氣將Fe2+氧化成Fe3+便于后來(lái)加碳酸鈉除去

(4)③中控制溫度為60~70℃,溫度不宜太高的原因是
防止NH4HCO3受熱分解
防止NH4HCO3受熱分解

(5)與傳統(tǒng)的電解法制MnCO3工藝相比較,新工藝的優(yōu)點(diǎn)是
綜合利用了尾氣SO2有利于環(huán)境保護(hù),同時(shí)節(jié)約能源
綜合利用了尾氣SO2有利于環(huán)境保護(hù),同時(shí)節(jié)約能源
(寫兩點(diǎn)).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

高純碳酸錳廣泛應(yīng)用于電子工業(yè),是制造高性能磁性材料的主要原料。新工藝采用工業(yè)冶銅后的廢氣SO2進(jìn)行濕法浸取軟錳礦(主要含MnO2,同時(shí)含有少量SiO2、Fe2O3、Al2O3)來(lái)制備。(已知亞硫酸酸性強(qiáng)于碳酸)

①將過(guò)量的SO2氣體通入軟錳礦漿中進(jìn)行“浸錳”操作,并控制溫度加熱反應(yīng);

②向浸錳結(jié)束后的濾液中加入MnO2、同時(shí)通入空氣,再用Na2CO3溶液調(diào)節(jié)pH為3.7后

過(guò)濾分離;

③調(diào)節(jié)濾液pH值為6.5~7.2 ,然后加入NH4HCO3,有淺紅色的沉淀生成,過(guò)濾洗滌干燥后就可以得到高純碳酸錳。

工業(yè)流程圖如下:

已知生成氫氧化物的pH如下表:

物質(zhì)

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mn(OH)2

開(kāi)始沉淀pH

2.7

7.6

8.3

完全沉淀pH

3.7

9.6

9.8

請(qǐng)根據(jù)題中有關(guān)信息回答問(wèn)題:

(1)“浸錳”后所得混合液中主要存在的金屬陽(yáng)離子有                    

(2)由圖可知,副反應(yīng)MnSO4+SO2  MnS2O6的△H        0(填>、<或=),為減少M(fèi)nS2O6 的生成,“浸錳”的適宜溫度是                                  。

(3)步驟②中加入MnO2和通入空氣的作用                                   。

(4)③中控制溫度為60~70℃,溫度不宜太高的原因是                         。

(5)與傳統(tǒng)的電解法制MnCO3工藝相比較,新工藝的優(yōu)點(diǎn)是             (寫兩點(diǎn))。

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2011屆江蘇省淮陰中學(xué)高三上學(xué)期期末模擬化學(xué)試卷 題型:填空題

高純碳酸錳廣泛應(yīng)用于電子工業(yè),是制造高性能磁性材料的主要原料。新工藝采用工業(yè)冶銅后的廢氣SO2進(jìn)行濕法浸取軟錳礦(主要含MnO2,同時(shí)含有少量SiO2、Fe2O3、Al2O3)來(lái)制備。(已知亞硫酸酸性強(qiáng)于碳酸)
①將過(guò)量的SO2氣體通入軟錳礦漿中進(jìn)行“浸錳”操作,并控制溫度加熱反應(yīng);
②向浸錳結(jié)束后的濾液中加入MnO2、同時(shí)通入空氣,再用Na2CO3溶液調(diào)節(jié)pH為3.7后
過(guò)濾分離;
③調(diào)節(jié)濾液pH值為6.5~7.2 ,然后加入NH4HCO3 ,有淺紅色的沉淀生成,過(guò)濾洗滌干燥后就可以得到高純碳酸錳。
工業(yè)流程圖如下:


已知生成氫氧化物的pH如下表:

物質(zhì)
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mn(OH)2
開(kāi)始沉淀pH
2.7
7.6
8.3
完全沉淀pH
3.7
9.6
9.8
請(qǐng)根據(jù)題中有關(guān)信息回答問(wèn)題:
(1)“浸錳”后所得混合液中主要存在的金屬陽(yáng)離子有                    。
(2)由圖可知,副反應(yīng)MnSO4+ SO2  MnS2O6的△H       0(填>、<或=),為減少M(fèi)nS2O6的生成,“浸錳”的適宜溫度是                                  
(3)步驟②中加入MnO2和通入空氣的作用                                   。
(4)③中控制溫度為60~70℃,溫度不宜太高的原因是                         。
(5)與傳統(tǒng)的電解法制MnCO3工藝相比較,新工藝的優(yōu)點(diǎn)是            (寫兩點(diǎn))。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2010-2011學(xué)年江蘇省高三上學(xué)期期末模擬化學(xué)試卷 題型:填空題

高純碳酸錳廣泛應(yīng)用于電子工業(yè),是制造高性能磁性材料的主要原料。新工藝采用工業(yè)冶銅后的廢氣SO2進(jìn)行濕法浸取軟錳礦(主要含MnO2,同時(shí)含有少量SiO2、Fe2O3、Al2O3)來(lái)制備。(已知亞硫酸酸性強(qiáng)于碳酸)

①將過(guò)量的SO2氣體通入軟錳礦漿中進(jìn)行“浸錳”操作,并控制溫度加熱反應(yīng);

②向浸錳結(jié)束后的濾液中加入MnO2、同時(shí)通入空氣,再用Na2CO3溶液調(diào)節(jié)pH為3.7后

過(guò)濾分離;

③調(diào)節(jié)濾液pH值為6.5~7.2 ,然后加入NH4HCO3 ,有淺紅色的沉淀生成,過(guò)濾洗滌干燥后就可以得到高純碳酸錳。

工業(yè)流程圖如下:

已知生成氫氧化物的pH如下表:

物質(zhì)

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mn(OH)2

開(kāi)始沉淀pH

2.7

7.6

8.3

完全沉淀pH

3.7

9.6

9.8

請(qǐng)根據(jù)題中有關(guān)信息回答問(wèn)題:

(1)“浸錳”后所得混合液中主要存在的金屬陽(yáng)離子有                     。

(2)由圖可知,副反應(yīng)MnSO4+ SO2  MnS2O6的△H        0(填>、<或=),為減少M(fèi)nS2O6 的生成,“浸錳”的適宜溫度是                                   。

(3)步驟②中加入MnO2和通入空氣的作用                                   

(4)③中控制溫度為60~70℃,溫度不宜太高的原因是                          。

(5)與傳統(tǒng)的電解法制MnCO3工藝相比較,新工藝的優(yōu)點(diǎn)是             (寫兩點(diǎn))。

 

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