以软锰矿粉(含MnO2及少量Fe、Al、Si、Ca、Mg等的氧化物)为原料制备电池级MnO2。
(1)浸取。将一定量软锰矿粉与Na2SO3、H2SO4溶液中的一种配成悬浊液,加入到三颈瓶中(装置见图1),70℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液,充分反应,过滤。滴液漏斗中的溶液是 H2SO4溶液H2SO4溶液;MnO2转化为Mn2+的离子方程式为 MnO2+SO32-+2H+=Mn2++SO42-+H2OMnO2+SO32-+2H+=Mn2++SO42-+H2O。

(2)除杂。向已经除去Fe、Al、Si的MnSO4溶液(pH约为5)中加入NH4F溶液,溶液中的Ca2+、Mg2+形成氟化物沉淀。若沉淀后上层清液中c(F-)=0.05mol•L-1,则c(Ca2+)c(Mg2+)=100100。[Ksp(MgF2)=5×10-11,Ksp(CaF2)=5×10-9]
(3)制备MnCO3。在搅拌下向100mL1mol•L-1MnSO4溶液中缓慢滴加1mol•L-1NH4HCO3溶液,过滤、洗涤、干燥,得到MnCO3固体。需加入NH4HCO3溶液的体积约为 200mL200mL。
(4)制备MnO2。MnCO3经热解、酸浸等步骤可制备MnO2。MnCO3在空气气流中热解得到三种价态锰的氧化物,锰元素所占比例(某价态锰的氧化物中锰元素质量锰元素总质量×100%)随热解温度变化的曲线如图2所示。已知:MnO与酸反应生成Mn2+;Mn2O3氧化性强于Cl2,加热条件下Mn2O3在酸性溶液中转化为MnO2和Mn2+。为获得较高产率的MnO2,请补充实验方案:取一定量MnCO3置于热解装置中,通空气气流,加热到450℃分解一段时间,将冷却后的固体边搅拌边加入至一定量1mol•L-1稀H2SO4中,加热,充分反应后过滤,洗涤,取最后一次洗涤滤液加盐酸酸化的0.1mol•L-1BaCl2溶液,若溶液不变浑浊,过滤加热到450℃分解一段时间,将冷却后的固体边搅拌边加入至一定量1mol•L-1稀H2SO4中,加热,充分反应后过滤,洗涤,取最后一次洗涤滤液加盐酸酸化的0.1mol•L-1BaCl2溶液,若溶液不变浑浊,过滤,固体干燥,得到MnO2。(可选用的试剂:1mol•L-1H2SO4溶液、2mol•L-1HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。
c
(
C
a
2
+
)
c
(
M
g
2
+
)
某价态锰的氧化物中锰元素质量
锰元素总质量
【考点】制备实验方案的设计.
【答案】H2SO4溶液;MnO2+SO32-+2H+=Mn2++SO42-+H2O;100;200mL;加热到450℃分解一段时间,将冷却后的固体边搅拌边加入至一定量1mol•L-1稀H2SO4中,加热,充分反应后过滤,洗涤,取最后一次洗涤滤液加盐酸酸化的0.1mol•L-1BaCl2溶液,若溶液不变浑浊,过滤
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:381引用:5难度:0.6
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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
(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
(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发布:2025/1/19 8:0:1组卷:114引用:4难度:0.5 -
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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
(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
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发布:2025/1/19 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.5 -
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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
(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
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