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《中国锰业》一文提出用废铁屑还原软锰矿,制取高纯硫酸锰的工艺流程如图1所示。软锰矿,其主要成分是二氧化锰,其中还含有少量Fe、CaO、MgO、SiO2及重金属等。

(1)Ⅰ中加铁屑而不加铁块的原因是
增大接触面积,充分反应
增大接触面积,充分反应

(2)写出Ⅰ中铁屑与软锰矿发生的主要反应的离子方程式
3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O或MnO2+Fe+4H+=Mn2++Fe2++2H2O
3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O或MnO2+Fe+4H+=Mn2++Fe2++2H2O

(3)加CaCO3之前需要加双氧水的作用是
充分氧化Fe2+
充分氧化Fe2+
,结合如表说明,加CaCO3控制溶液pH的范围是
大于等于3.7小于7.7
大于等于3.7小于7.7

可能用到的数据如表:不同金属离子沉淀的pH
氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2
开始沉淀pH 1.5 6.5 7.7
沉淀完全pH 3.7 9.7 9.8
(4)深度除杂中加入MnF2的作用
去除Ca2+、Mg2+
去除Ca2+、Mg2+

(5)从滤液中获取MnSO4晶体的方法是
蒸发浓缩或者浓缩结晶
蒸发浓缩或者浓缩结晶
、趁热过滤。
硫酸锰在不同温度下的溶解度表:
温度/℃ 50 80 90 100
溶解度/(g/100g水) 58 48 42 34
(6)为探究稀硫酸介质中湿法还原软锰矿制备硫酸锰的最佳工艺条件,研究了
n
F
e
n
M
n
O
2
对锰浸出率η的影响。
如图2实验条件为n(H2SO4):n(MnO2)=2.1:1,反应温度为50℃,反应时间为80min。请结合图像分析
n
F
e
n
M
n
O
2
约为
0.76-0.78均可
0.76-0.78均可
最合适,并说出理由
锰浸出率达95%以后增大铁的比例,锰的浸出率基本保持不变或变化不大,增加铁粉会增加成本,并为后续净化增加负担
锰浸出率达95%以后增大铁的比例,锰的浸出率基本保持不变或变化不大,增加铁粉会增加成本,并为后续净化增加负担

【答案】增大接触面积,充分反应;3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O或MnO2+Fe+4H+=Mn2++Fe2++2H2O;充分氧化Fe2+;大于等于3.7小于7.7;去除Ca2+、Mg2+;蒸发浓缩或者浓缩结晶;0.76-0.78均可;锰浸出率达95%以后增大铁的比例,锰的浸出率基本保持不变或变化不大,增加铁粉会增加成本,并为后续净化增加负担
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:34引用:1难度:0.6
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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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