题目内容
【题目】工业上用菱锰矿(MnCO3)[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等杂质]为原料制取二氧化锰,其流程示意图如下:
已知:生成氢氧化物沉淀的pH
Mn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | |
开始沉淀时 | 8.3 | 6.3 | 2.7 | 4.7 |
完全沉淀时 | 9.8 | 8.3 | 3.7 | 6.7 |
Ksp(CuS)=6.3×10-16 Ksp(MnS)= 3×10-14
注:金属离子的起始浓度为0.1 mol/L
回答下列问题:
(1)含杂质的菱锰矿使用前需将其粉碎,主要目的是_________________________。滤渣1的成分是_________,盐酸溶解MnCO3的离子方程式是_________________________________;
(2)用生石灰而不用NaOH调节pH的原因是_______________________________;
(3)滤液2中加入某种物质X可以除去Cu2+,最适合的是_______________;
A.MnO2 B.NaOH C.MnS
该反应的离子方程式是____________________________;
(4)将MnCl2转化为MnO2的一种方法是将酸化的NaClO3溶液氧化Mn2+,请补充并配平下列方程;____Mn2++_____ClO3-+______=____Cl2↑+____MnO2+_________;_________________
(5)将MnCl2转化为MnO2的另一种方法是电解法。(填“正极”或“负极”或“阴极”或“阳极”)
① MnO2在电解池的__________________(填“正极”或“负极”或“阴极”或“阳极”)生成;
② 若直接电解MnCl2溶液,生成MnO2的同时会产生少量Cl2。检验Cl2的操作是_______________。
【答案】 增大反应物接触面积,提高反应速率 SiO2 MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O 生石灰经济实惠 C MnS+Cu2+=Mn2++CuS 5 2 4H2O 1 5 8H+ 阳极 将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近,若试纸变蓝则证明有Cl2生成
【解析】本题主要考查对于制取二氧化锰工艺流程的评价。
(1)含杂质的菱锰矿使用前需将其粉碎,主要目的是增大反应物接触面积,提高反应速率。滤渣1的成分是不溶于盐酸的SiO2,盐酸溶解MnCO3的离子方程式是MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O;
(2)用生石灰而不用NaOH调节pH的原因是生石灰经济实惠;
(3)滤液2中加入某种物质X可以除去Cu2+,最适合的是C;因A.无效,B.带来杂质离子Na+,C.合适,故选C。该反应的离子方程式是MnS+Cu2+=Mn2++CuS;
(4)根据电子守恒初步将方程式配平为5Mn2++2ClO3-+______=Cl2↑+5MnO2+_________, 再根据电荷守恒和元素守恒得完整方程式:5Mn2++2ClO3-+4H2O =Cl2↑+5MnO2+8H+;
(5)①MnO2是氧化产物,在电解池的阳极生成;
②检验Cl2的操作是将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近,若试纸变蓝则证明有Cl2生成。