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)⇌PbCl2-4(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++PbCl2-4+S↓+2H2OMnO2+PbS+4H++4Cl-=Mn2++PbCl2-4+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)2MnCO3、MnO、Mn(OH)2,调节溶液pH范围为 5≤pH<85≤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)⇌PbCl-4△H>0逆向移动,使PbCl-4转化PbCl2析出使PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌PbCl-4△H>0逆向移动,使PbCl-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(SO2-4)=1.08×10-41.08×10-4mol•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。
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【考点】制备实验方案的设计.
【答案】PbCl2的溶解度大(或铅的浸出率高);MnO2+PbS+4H++4Cl-=Mn2+++S↓+2H2O;MnCO3、MnO、Mn(OH)2;5≤pH<8;避免铅的化合物析出;使PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌△H>0逆向移动,使转化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
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【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:
在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于氢氧化物 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 ,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:
在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于氢氧化物 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 ,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:
在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于氢氧化物 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 ,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

