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工业上可用软锰矿制备硫酸锰。某生产硫酸锰的工艺流程如图:

已知:①软锰矿的主要成分是MnO2,还含有SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等。
②MnO2在酸性条件下氧化性较强。
③不同金属离子沉淀的pH
物质 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2
开始沉淀 1.9 6.5 3.3 7.7
沉淀完全 3.7 9.7 5.2 9.8
④MnSO4在不同温度下的溶解度
温度/℃ 50 80 90 100
溶解度/(g/100g水) 58 48 42 34
完成下列填空:
(1)软锰矿与铁、稀硫酸可能发生的氧化还原反应有:Fe+2H+→Fe2++H2
Fe+2Fe3+=3Fe2+
Fe+2Fe3+=3Fe2+
3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O
3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O
。(再写两个离子反应方程式)
(2)浸出液中含Fe2+和Fe3+。写出检验浸出液中含Fe2+的方法。
取样,加入CaCO3(NaOH溶液等)使溶液pH升至3.7 (大于3.7小于6.5都可),再加入KSCN溶液,振荡,再加入少量H2O2(氯水等),溶液变为红色
取样,加入CaCO3(NaOH溶液等)使溶液pH升至3.7 (大于3.7小于6.5都可),再加入KSCN溶液,振荡,再加入少量H2O2(氯水等),溶液变为红色

(3)加入CaCO3之前需加入H2O2,选H2O2的理由是:
氧化Fe2+为Fe3+且不引入新杂质
氧化Fe2+为Fe3+且不引入新杂质

(4)加入MnF2的目的可能是:
除去溶液中的Ca2+
除去溶液中的Ca2+

(5)从滤液中获得MnSO4晶体的方法是:
将滤液加热浓缩、蒸发结晶、趁热过滤
将滤液加热浓缩、蒸发结晶、趁热过滤

(6)在m(H2SO4):n(MnO2)=2.1:1、反应温度为50℃条件下,探究n(Fe):n(MnO2)对锰浸出率的影响,实验数据如图所示。工业上宜选择n(Fe):n(MnO2)=0.78:1,请结合图象说明原因。
n(Fe):n(MnO2)=0.78时,锰浸出率已达96%,再增加Fe的比例,锰浸出率改变不多,而后续除去Fe又会增加成本
n(Fe):n(MnO2)=0.78时,锰浸出率已达96%,再增加Fe的比例,锰浸出率改变不多,而后续除去Fe又会增加成本

【答案】Fe+2Fe3+=3Fe2+;3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O;取样,加入CaCO3(NaOH溶液等)使溶液pH升至3.7 (大于3.7小于6.5都可),再加入KSCN溶液,振荡,再加入少量H2O2(氯水等),溶液变为红色;氧化Fe2+为Fe3+且不引入新杂质;除去溶液中的Ca2+;将滤液加热浓缩、蒸发结晶、趁热过滤;n(Fe):n(MnO2)=0.78时,锰浸出率已达96%,再增加Fe的比例,锰浸出率改变不多,而后续除去Fe又会增加成本
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:55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
  • 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、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
  • 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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