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工业以软锰矿(主要成分MnO2,含Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质)和硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备高纯MnCO3的流程如图。

已知:
ⅰ.滤液X中的金属阳离子主要为Mn2+、Fe3+,还含有少量的Fe2+和Al3+
ⅱ.常温下,溶液中部分金属离子开始沉淀时的pH见下表(金属离子浓度以1mol⋅L-1计算)。
金属离子 Fe3+ Al3+ Fe2+ Mn2+
开始沉淀pH 1.5 3.3 6.5 8.3
(1)基态锰原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2
1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2

(2)“过滤”所得滤渣中含有S等,生成硫单质的离子方程式为
3MnO2+2FeS2+12H+=3Mn2++2Fe3++4S+6H2O
3MnO2+2FeS2+12H+=3Mn2++2Fe3++4S+6H2O

(3)为获得高纯MnCO3(除杂时杂质离子浓度不大于10-6mol⋅L-1),请补充完整由滤液X制备高纯MnCO3的实验方案:取滤液X,
边搅拌边加入MnO2固体至不再溶解,向溶液中滴加氨水控制pH值为5.3~8.3,充分反应后过滤,向滤液中加NH4HCO3固体至不再产生沉淀,过滤,并用蒸馏水洗涤至洗涤液滴加BaCl2溶液不再产生沉淀
边搅拌边加入MnO2固体至不再溶解,向溶液中滴加氨水控制pH值为5.3~8.3,充分反应后过滤,向滤液中加NH4HCO3固体至不再产生沉淀,过滤,并用蒸馏水洗涤至洗涤液滴加BaCl2溶液不再产生沉淀
,低温干燥,得高纯MnCO3。(实验中须使用的试剂:氨水、NH4HCO3固体、MnO2、BaCl2溶液、蒸馏水)
(4)利用MnCO3制备MnO2过程中发生如下反应:2MnCO3+O2═2MnO2+3CO2,2MnO2═2MnO+O2↑。为测定焙烧后所得氧化物的成分,设计如下实验:
步骤1:取一定量固体,加入10.00mL0.5000mol⋅L-1(NH42Fe(SO42溶液,在酸性条件下充分反应。
步骤2:用0.05000mol⋅L-1的K2Cr2O7滴定溶液中的Fe2+,滴定至终点时,消耗K2Cr2O710.00mL。(Cr2O32-+Fe2++H+═Cr3++Fe3++H2O未配平)。
步骤3:加热条件下,加入适量HClO4将溶液中Mn2+氧化为Mn(Ⅲ)。持续加热一段时间后冷却,用0.1500mol⋅L-1的(NH42Fe(SO42标准液滴定生成的Mn(Ⅲ),滴定至终点时,消耗标准溶液20.00mL。
计算焙烧后产物中Mn和O的物质的量之比
3:4
3:4
(写出计算过程)。

【答案】1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2;3MnO2+2FeS2+12H+=3Mn2++2Fe3++4S+6H2O;边搅拌边加入MnO2固体至不再溶解,向溶液中滴加氨水控制pH值为5.3~8.3,充分反应后过滤,向滤液中加NH4HCO3固体至不再产生沉淀,过滤,并用蒸馏水洗涤至洗涤液滴加BaCl2溶液不再产生沉淀;3:4
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:39引用:2难度:0.3
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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 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:12引用:1难度:0.5
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