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工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)和软锰矿软锰矿(主要成分为MnO2,还有少量Fe2O3,A12O3等杂质)制备PbSO4和MnCO3的工艺流程如图:

已知:①PbCl2难溶于冷水,易溶于热水。
②PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌
P
b
C
l
2
-
4
(aq)  ΔH>0
③Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32,Ksp[Mn(OH)2]=1.6×10-13
(1)“浸取”时,工业上选择的温度为80℃,选择此温度的目的有
PbCl2的溶解度大(或铅的浸出率高)
PbCl2的溶解度大(或铅的浸出率高)
。(只答一条)
(2)“浸取”充分反应后,写出盐酸、NaCl与MnO2、PbS发生反应生成Na2PbCl4、MnCl2和S的离子方程式
MnO2+PbS+4H++4Cl-=Mn2++
P
b
C
l
2
-
4
+S↓+2H2O
MnO2+PbS+4H++4Cl-=Mn2++
P
b
C
l
2
-
4
+S↓+2H2O

(3)若上述酸浸液中Mn2+的浓度为0.16mol•L-1,加物质A调节pH,使酸浸液中Fe3+、Al3+完全沉淀(离子浓度小于10-5mol•L-1)与Mn2+分离,则调节pH的物质A可以是
MnCO3、MnO、Mn(OH)2
MnCO3、MnO、Mn(OH)2
,调节溶液pH范围为
5≤pH<8
5≤pH<8
(不考虑体积的变化)。
(4)“趁热过滤”的目的是
避免铅的化合物析出
避免铅的化合物析出
,“加入冰水冷却过滤”的目的是
使PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌
P
b
C
l
-
4
△H>0逆向移动,使
P
b
C
l
-
4
转化PbCl2析出
使PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌
P
b
C
l
-
4
△H>0逆向移动,使
P
b
C
l
-
4
转化PbCl2析出

(5)PbCl2经“沉淀转化”后得到PbSO4,若转化后溶液中c(Cl-)=0.4mol•L-1时,c(
SO
2
-
4
)=
1.08×10-4
1.08×10-4
mol•L-1
(6)制取MnCO3时往滤液2中加NH4HCO3溶液而不是Na2CO3溶液的原因是
Na2CO3溶液碱性较强,会有部分Mn(OH)2沉淀生成,所得MnCO3不纯,Mn的利用率降低
Na2CO3溶液碱性较强,会有部分Mn(OH)2沉淀生成,所得MnCO3不纯,Mn的利用率降低

【答案】PbCl2的溶解度大(或铅的浸出率高);MnO2+PbS+4H++4Cl-=Mn2++
P
b
C
l
2
-
4
+S↓+2H2O;MnCO3、MnO、Mn(OH)2;5≤pH<8;避免铅的化合物析出;使PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌
P
b
C
l
-
4
△H>0逆向移动,使
P
b
C
l
-
4
转化PbCl2析出;1.08×10-4;Na2CO3溶液碱性较强,会有部分Mn(OH)2沉淀生成,所得MnCO3不纯,Mn的利用率降低
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:24引用:2难度:0.5
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  • 1.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图:

    (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)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 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
     
    ;当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
    (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
     

    (5)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.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:114引用:4难度:0.5
  • 2.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (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)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
     

    (4)“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
     

    (5)煅烧A的反应方程式是
     

    (6)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.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:5引用:1难度:0.5
  • 3.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图:

    (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)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 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
     
    ,常温下,当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
    (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:13引用:1难度:0.5
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