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高纯氯化锰(MnCl2)在电子技术和精细化工领域有重要应用。一种由粗锰粉(含磷酸盐、硅酸盐、铁、铅等)制备高纯氯化锰的工艺流程如下(部分操作和条件略)。
Ⅰ.将粗锰粉加入盐酸中充分反应,再加入NaOH溶液调节pH=6,过滤;
Ⅱ.向Ⅰ所得滤液中加入H2O2酸性溶液,充分反应后加入MnCO3调节pH=3,过滤;
Ⅲ.向Ⅱ所得滤液中通入H2S气体,待充分反应后加热一段时间,冷却后过滤;
Ⅳ.浓缩、结晶、分离、干燥,得到产品
(1)氯化锰中锰元素的化合价是
+2
+2

(2)步骤Ⅰ中去除了磷酸盐和硅酸盐,且对磷酸盐的去除效果比硅酸盐好,这与酸性H3PO4>H2SiO3有关。从原子结构角度解释酸性H3PO4>H2SiO3原因:
P元素原子半径较小,得电子能力强,非金属性强,则最高价含氧酸的酸性H3PO4>H2SiO3
P元素原子半径较小,得电子能力强,非金属性强,则最高价含氧酸的酸性H3PO4>H2SiO3

(3)步骤Ⅰ所得滤液中的金属离子主要含有Mn2+、Fe2+和Pb2+等,且Pb2+不被H2O2氧化。
已知:生成氢氧化物沉淀的pH
Fe(OH)2 Fe(OH)3 Mn(OH)2 Pb(OH)2
开始沉淀时 6.5 1.5 8.1 6.5
完全沉淀时 8.3 2.8 10.1 8.5
注:金属离子的起始浓度为0.1mol•L-1
①结合表中数据,解释步骤Ⅱ中加入H2O2酸性溶液的目的:
使Fe2+氧化为Fe3+,并使铁元素以Fe(OH)3的形式从溶液中除去
使Fe2+氧化为Fe3+,并使铁元素以Fe(OH)3的形式从溶液中除去

②配平加入MnCO3后发生反应的离子方程式:3MnCO3+2Fe3++
3
3
H2O
H2O
═3Mn2++2Fe(OH)3+
3
3
CO2
CO2

(4)步骤Ⅲ的目的是去除Pb2+:Pb2++H2S═PbS↓+2H+。推测溶解度:PbS
MnS。(填“>”、“<”或“=”)
(5)已知:氯化锰的溶解度随温度的变化如图。

步骤Ⅲ所得滤液中仍含有少量易溶杂质,补充步骤Ⅳ浓缩、结晶的操作:将滤液
加热至80℃使氯化锰溶液接近饱和,冷却至0℃左右
加热至80℃使氯化锰溶液接近饱和,冷却至0℃左右
,析出晶体后过滤。重复操作2~3次,收集晶体。

【答案】+2;P元素原子半径较小,得电子能力强,非金属性强,则最高价含氧酸的酸性H3PO4>H2SiO3;使Fe2+氧化为Fe3+,并使铁元素以Fe(OH)3的形式从溶液中除去;3;H2O;3;CO2↑;<;加热至80℃使氯化锰溶液接近饱和,冷却至0℃左右
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:76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).
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    ,常温下,当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
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    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.5
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