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以废干电池[主要含MnO2、MnOOH、Zn、Zn(OH)2、Fe、KOH]和钛白厂废酸(含H2SO4,还有少量Ti3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+等)为原料制备锰锌铁氧体[MnxZn1-xFe2O4]的流程如图:

已知:①25℃时,Ka(HF)=3.53×10-4,Ksp(MgF2)=7.5×10-11,Ksp(CaF2)=1.5×10-10;酸性较弱时,MgF2、CaF2均易溶解形成[MFn]2-n配离子(M代表金属元素);
②在Ag+催化下可发生反应2Mn2++5S2
O
2
-
8
+8H2O═2
M
n
O
-
4
+10
SO
2
-
4
+16H+
③(NH42S2O8在煮沸时易分解。
(1)酸浸过程中含锰物质被溶液中的FeSO4还原为Mn2+,其中MnO2参与反应的离子方程式为
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O

(2)氧化时加入H2O2将Ti3+、Fe2+氧化,再加入Na2CO3调节溶液pH为1~2,生成偏钛酸(H2TiO3)和黄钾铁矾[K2Fe6(SO44(OH)12]沉淀,使得钛、钾得以脱除。
①加入Na2CO3除去钾生成黄钾铁矾的离子方程式为
2K++6Fe3++4
SO
2
-
4
+6
CO
2
-
3
+6H2O=K2Fe6(SO44(OH)12↓+6CO2
2K++6Fe3++4
SO
2
-
4
+6
CO
2
-
3
+6H2O=K2Fe6(SO44(OH)12↓+6CO2

②若加入Na2CO3过多,将导致生成的黄钾铁矾沉淀转化为
Fe(OH)3
Fe(OH)3
(填化学式)。
(3)氟化过程中溶液pH与钙镁去除率关系如图所示。

当2.5<pH<4.0时,溶液pH过高或过低,Ca2+、Mg2+去除率都会下降,其原因是
当pH过低酸性较强NH4F会生成HF,溶液中F-浓度较低,Ca2+、Mg2+去除率会下降;酸性较弱时,MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配离子,MgF2、CaF2去除率会下降
当pH过低酸性较强NH4F会生成HF,溶液中F-浓度较低,Ca2+、Mg2+去除率会下降;酸性较弱时,MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配离子,MgF2、CaF2去除率会下降

【答案】MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;2K++6Fe3++4
SO
2
-
4
+6
CO
2
-
3
+6H2O=K2Fe6(SO44(OH)12↓+6CO2↑;Fe(OH)3;当pH过低酸性较强NH4F会生成HF,溶液中F-浓度较低,Ca2+、Mg2+去除率会下降;酸性较弱时,MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配离子,MgF2、CaF2去除率会下降
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:25引用:1难度:0.3
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    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (4)煅烧A的反应方程式是
     

    (5)ag烧渣经过上述工艺可得红氧化铁bg。药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示)。

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:30引用:1难度:0.5
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    (1)焙烧时产生的主要有害气体是
     

    (2)若在空气中“酸浸”时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是:
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.1
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