题目内容
【题目】若含有1 mol铁离子和1 mol铝离子的混合溶液,现按下图横坐标依次加入8 mol 氢氧化钠溶液、1 mol盐酸,通入1 mol 二氧化碳气体,纵坐标为混合沉淀的物质的量。
(1)请画出沉淀的量随反应的变化曲线______________。
(2)并写出加入氢氧化钠6 mol及其后发生的各步反应的离子方程式______________。
【答案】 Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-;H++OH-=H2O;CO2+[Al(OH)4]-=Al(OH)3↓+HCO3-;CO2+CO32-+H2O=2HCO3-
【解析】
混合溶液中,加入6 mol氢氧化钠能使1 mol铁离子和1 mol铝离子完全转化为沉淀,再加1 mol氢氧化钠时,氢氧化铝完全溶解生成Na[Al(OH)4],离子反应为Al(OH)3+OH-= [Al(OH)4]-+2H2O;7~8 mol时加氢氧化钠不发生反应,8~9 mol时加盐酸,发生酸碱中和,H++OH-=H2O;9~9.5 mol时通入二氧化碳气体,四羟基合铝酸根离子完全转化为氢氧化铝沉淀,CO2+[Al(OH)4]-=Al(OH)3↓+HCO3-;9.5~10 mol继续通入二氧化碳气体,溶液中碳酸根离子转化为碳酸氢根离子,CO2+CO32-+H2O=2 HCO3-,据此分析。
混合溶液中,加入6 mol氢氧化钠能使1 mol铁离子和1 mol铝离子完全转化为沉淀,再加1 mol氢氧化钠时,氢氧化铝完全溶解生成Na[Al(OH)4],离子反应为Al(OH)3+OH-= [Al(OH)4]-+2H2O;7~8 mol时加氢氧化钠不发生反应,8~9 mol时加盐酸,发生酸碱中和,H++OH-=H2O;9~9.5 mol时通入二氧化碳气体,四羟基合铝酸根离子完全转化为氢氧化铝沉淀,CO2+[Al(OH)4]-=Al(OH)3↓+HCO3-;9.5~10 mol继续通入二氧化碳气体,溶液中碳酸根离子转化为碳酸氢根离子,CO2+CO32-+H2O=2 HCO3-。
(1)沉淀的量随反应的变化曲线为;
(2)加入氢氧化钠6 mol及其后发生的各步反应的离子方程式分别为Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-、H++OH-=H2O;CO2+[Al(OH)4]-=Al(OH)3↓+HCO3-、CO2+CO32-+H2O=2HCO3-。
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【题目】高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ | Zn2+ | Ni2+ |
开始沉淀的pH | 8.1 | 6.3 | 1.5 | 3.4 | 8.9 | 6.2 | 6.9 |
沉淀完全的pH | 10.1 | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.9 | 8.2 | 8.9 |
(1)“滤渣1”含有S和__________________________;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。
(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为_______~6之间。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是______________。
(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是_____________________________________________________________________。
(6)写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnz2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时,z=___________。