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【题目】利用酸性含锰废水(主要含Mn2+、Cl、H+、Fe2+、Cu2+)可制备高性能磁性材料(MnCO3)及纯净的氯化铜晶体(CuCl22H2O).工业流程如图:

已知:几种金属离子沉淀的pH如表

金属离子

Fe2+

Fe3+

Cu2+

Mn2+

开始沉淀的pH

7.5

3.2

5.2

8.8

完全沉淀的pH

9.7

3.7

6.4

10.4

回答下列问题:
(1)过程①中,MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+ , 反应的离子方程式为
(2)过程②中,所得滤渣W的成分是
(3)过程③中,调pH=6.4目的是
(4)过程④中,若生成的气体J可使澄清的石灰水变浑浊,则生成MnCO3反应的离子方程式是
(5)将滤渣Q溶解在过量的盐酸中,经过 , 过滤、洗涤、低温烘
(6)过程④中,298K、c(Mn2+)为1.05mol/L时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间关系如图据图中信息,你选择的最佳pH是;理由是

(7)从滤液C可得到的副产品是(填化学式).

【答案】
(1)MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
(2)Fe(OH)3和过量的MnO2
(3)使Cu2+ 完全沉淀为Cu(OH)2
(4)Mn2++2HCO3=MnCO3↓+CO2↑+H2O
(5)加热浓缩,降温结晶
(6)7.0,pH等于7.0时反应速率最快,且MnCO3产率最高
(7)NH4Cl
【解析】解:(1)MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;

所以答案是:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
(2)根据流程分析可知,所得滤渣W的成分是Fe(OH)3和过量的MnO2

所以答案是:Fe(OH)3和过量的MnO2
(3)调pH=6.4,除去溶液中的铜离子,使Cu2+ 完全沉淀为Cu(OH)2

所以答案是:使Cu2+ 完全沉淀为Cu(OH)2
(4)滤液B含有Mn2+、Cl,加碳酸氢铵反应生成二氧化碳气体、碳酸锰、氯化铵、水,其反应的离子方程式为:Mn2++2HCO3=MnCO3↓+CO2↑+H2O;

所以答案是:Mn2++2HCO3=MnCO3↓+CO2↑+H2O;
(5)从溶液中提取溶质,要经过加热浓缩,降温结晶,过滤、洗涤、低温烘干;

所以答案是:加热浓缩,降温结晶;
(6)从沉锰的图象可以看出,在已给的几个pH值条件下,pH越大得到的MnCO3的产率越高,且需要的时间越短,且在pH=7时,有更好的效果,因此结论是pH等于7.0时反应速率最快,且MnCO3的产率最高,

所以答案是:7.0;pH等于7.0时反应速率最快,且MnCO3的产率最高;
(7)得到的滤液中还有大量的铵根离子和氯离子没有反应,因此可以制的副产品为:NH4Cl,

所以答案是:NH4Cl.

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