某種碳酸錳礦的主要成分有MnCO3 、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3等。已知碳酸錳難溶于水。一種運(yùn)用陰離子膜電解法的新技術(shù)可用于從碳酸錳礦中提取金屬錳,流程如下:

陰離子膜法電解裝置如圖所示:

(1)寫出用稀硫酸溶解碳酸錳反應(yīng)的離子方程式                                。

(2)在浸出液里錳元素只以Mn2+的形式存在,且濾渣中也無MnO2,請解釋原因                                          .

(3)(5分)已知不同金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如下表:

加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH等于6,則濾渣的成分是                              ,濾液中含有的陽離子有H+和                       。

(4)電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動(dòng)的方向,則A電極是     極。實(shí)際生產(chǎn)中,陽極以稀硫酸為電解液,陽極的電極反應(yīng)式為                      。

(5)該工藝之所以采用陰離子交換膜,是為了防止Mn2+進(jìn)入陽極區(qū)發(fā)生副反應(yīng)生成MnO2造成資浪費(fèi),寫出該副反應(yīng)的電極反應(yīng)式                                   。

 

【答案】

(1)MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O(2)MnO2在酸性條件下被二價(jià)鐵還原為Mn2+(3)Al(OH)3、Fe(OH)3 ;Mn2+、Mg2+、NH4+(4)負(fù)極 4OH--4e-=O2↑+2H2O(5)Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+

【解析】

試題分析:(1)碳酸鹽遇到比碳酸酸性強(qiáng)的酸會(huì)溶解,在足量酸中生成CO2,故反應(yīng)式MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O(2)MnO2在酸性條件下被二價(jià)鐵還原為Mn2+。溶液中Fe2+被MnO2氧化成Fe3+,使MnO2轉(zhuǎn)化為Mn2+(3)由題可知Fe3+ Al3+ 沉淀沉淀完全的pH為3.7和4.7,生成沉淀Al(OH)3和Fe(OH)3,而Fe2+在氨水中與氧氣也緩慢氧化為Fe(OH)3,而濾液中的陽離子為H+、Mn2+、Mg2+、NH4+(4)電解溶液中陰離子向陽極移動(dòng),故A電極為負(fù)極;電解池中陽極吸引陰離子,發(fā)生氧化反應(yīng)化合價(jià)升高,故陽極電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2O;(5)陽極發(fā)生氧化反應(yīng),故Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+

考點(diǎn):電解原理的應(yīng)用實(shí)驗(yàn);氧化還原反應(yīng)的配平

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

菱錳礦的主要成分是碳酸錳,還含有Fe2O3、FeO、CaO、MgO等成分.某化工廠用廢鹽酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為20%)與菱錳礦制備MnCl2.4H2O(106℃時(shí)失去一分子結(jié)晶水,198℃時(shí)失去全部結(jié)晶水),部分工藝流程如圖1:

(1)鹽酸與菱錳礦中碳酸錳反應(yīng)的化學(xué)方程式為
MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O
MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O

(2)酸浸取時(shí),浸出時(shí)間對浸出率的影響如圖2所示,工業(yè)采用的浸取時(shí)間是60min,其可能的原因是
浸取時(shí)間為60分鐘時(shí)浸取率出現(xiàn)第一個(gè)峰值,此后時(shí)間延長對浸出率沒有明顯影響.從提高生產(chǎn)效率角度考慮再延長浸出時(shí),浸出的增量不明顯,而且還會(huì)增大生產(chǎn)成本,選擇浸出時(shí)間為60分鐘較為合理
浸取時(shí)間為60分鐘時(shí)浸取率出現(xiàn)第一個(gè)峰值,此后時(shí)間延長對浸出率沒有明顯影響.從提高生產(chǎn)效率角度考慮再延長浸出時(shí),浸出的增量不明顯,而且還會(huì)增大生產(chǎn)成本,選擇浸出時(shí)間為60分鐘較為合理

(3)圖1中“凈化劑X”可能是
MnCO3
MnCO3

(4)加入MnSO4后控制實(shí)驗(yàn)條件析出某種雜質(zhì)離子的鹽Y,鹽Y的主要成分是
MgSO4
MgSO4

(5)濃縮結(jié)晶時(shí),必須一出現(xiàn)晶膜就立刻停止加熱,其原因是
若水分太少可能導(dǎo)致得到的晶體是失去部分結(jié)晶水的產(chǎn)物,導(dǎo)致產(chǎn)品不純
若水分太少可能導(dǎo)致得到的晶體是失去部分結(jié)晶水的產(chǎn)物,導(dǎo)致產(chǎn)品不純

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(1)現(xiàn)有下列五種物質(zhì)
A.食鹽          B.食醋      C.蘋果      D.葡萄糖      E.青霉素
請選出一種物質(zhì)填在相應(yīng)的橫線上 (填序號).
以上物質(zhì)中,屬于堿性食物的是
 
;可直接進(jìn)入血液,補(bǔ)充能量的是
 
;應(yīng)用最廣泛的抗生素之一的是
 
;既可作為咸味劑,又可作為防腐劑的是
 
;食用過多會(huì)引起血壓升高、腎臟受損的是
 

(2)閱讀下列材料后回答問題:
一個(gè)體重50kg的健康人,體內(nèi)約含有2g鐵,這2g鐵在人體內(nèi)不是以單質(zhì)的形式存在,而是以Fe2+ 和Fe3+的形式存在.正二價(jià)鐵離子易被吸收,給貧血者補(bǔ)充鐵時(shí),應(yīng)給予含F(xiàn)e2+的亞鐵鹽,如硫酸亞鐵.服用維生素C,可使食物中的Fe3+還原成Fe2+,有利于人體吸收.
①在人體中進(jìn)行Fe2+
Fe3+的轉(zhuǎn)化時(shí),①中的Fe2+
 
劑,②中的Fe3+
 
劑;
②“服用維生素C,可使食物中的Fe3+還原成Fe2+”這句話指出,維生素C在這一反應(yīng)中體現(xiàn)
 
性;
③市場出售的某種麥片中含有微量的顆粒細(xì)小的還原鐵粉,這些鐵粉在人體胃酸的作用下轉(zhuǎn)化成亞鐵鹽.此反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 

(3)抗酸藥物的種類很多,其有效成分一般都是碳酸氫鈉、碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鋁和氫氧化鎂等化學(xué)物質(zhì).某品牌抗酸藥的主要成分有糖衣、碳酸鎂、氫氧化鋁、淀粉.
①寫出該抗酸藥發(fā)揮功效時(shí)的離子方程式:
 
 

②淀粉在抗酸藥中作填充劑、粘合劑,淀粉在人體內(nèi)酶的催化作用下發(fā)生水解反應(yīng),最終轉(zhuǎn)化為(寫分子式)
 

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科目:高中化學(xué) 來源:2015屆湖北省高二上學(xué)期期中考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

(9分)某種碳酸錳礦的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3等。已知碳酸錳難溶于水。一種運(yùn)用陰離子膜電解法的新技術(shù)可用于從碳酸錳礦中提取金屬錳,流程如下:

陰離子膜法電解裝置如下圖所示:

(1)寫出用稀硫酸溶解碳酸錳反應(yīng)的離子方程式:                                     

(2)已知Ksp (Fe(OH)3) = 4 ´10–38,假設(shè)溶液中Fe3+離子濃度為0.1 mol·L–1,則開始生成Fe(OH)3 沉淀的pH是_________,沉淀完全的pH是_________。(可能用到的數(shù)據(jù):lg= -0.1  lg=0.2)

(3)已知不同金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如下表:

離子

Fe3+

A13+

Fe2+

Mn2+

Mg2+

開始沉淀的pH

1.2

3.7

7.0

7.8

9.3

沉淀完全的pH

3.7

4.7

9.6

9.8

10.8

 

加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH等于6,則“濾渣(待處理)”的成分是            (寫化學(xué)式),濾液中含有的陽離子有H+           (寫符號)。

(4)在浸出液里錳元素只以Mn2+的形式存在,且濾渣A中也無MnO2,請用離子方程式解釋原因:                                                                               。

(5)電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動(dòng)的方向,則A電極是直流電源的      極。實(shí)際生產(chǎn)中,陽極以稀硫酸為電解液,陽極的電極反應(yīng)式為                                      。

(6)該工藝之所以采用陰離子交換膜,是為了防止Mn2+進(jìn)入陽極區(qū)發(fā)生副反應(yīng)生成MnO2造成資源浪費(fèi),寫出該副反應(yīng)的電極反應(yīng)式:                                              。

 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

菱錳礦的主要成分是碳酸錳,還含有Fe2O3、FeO、CaO、MgO等成分.某化工廠用廢鹽酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為20%)與菱錳礦制備MnCl2.4H2O(106℃時(shí)失去一分子結(jié)晶水,198℃時(shí)失去全部結(jié)晶水),部分工藝流程如圖1:

(1)鹽酸與菱錳礦中碳酸錳反應(yīng)的化學(xué)方程式為______
(2)酸浸取時(shí),浸出時(shí)間對浸出率的影響如圖2所示,工業(yè)采用的浸取時(shí)間是60min,其可能的原因是______.
(3)圖1中“凈化劑X”可能是______.
(4)加入MnSO4后控制實(shí)驗(yàn)條件析出某種雜質(zhì)離子的鹽Y,鹽Y的主要成分是______.
(5)濃縮結(jié)晶時(shí),必須一出現(xiàn)晶膜就立刻停止加熱,其原因是______.

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