题目内容

【题目】MnSO4在工业中有重要应用。用软锰矿浆(主要成分为MnO2和水,含有Fe2O3FeOAl2O3和少量PbO等杂质)浸出制备MnSO4,其过程如下:

I.向软锰矿浆中通入SO2,锰、铁、铝、铅元素以离子形式浸出,测得浸出液的pH2

II.向浸出液中加MnO2,充分反应后,加入石灰乳,调溶液pH = 4.7

III再加入阳离子吸附剂,静置后过滤。

IV滤液蒸发浓缩,冷却结晶,获得MnSO4晶体。

【资料】部分阳离子形成氢氧化物沉淀的pH

离子

Fe2+

Fe3+

Al3+

Mn2+

Pb2+

开始沉淀时的pH

7.6

2.7

3.8

8.3

8.0

完全沉淀时的pH

9.7

3.7

4.7

9.8

8.8

1I中向软锰矿浆中通入SO2生成MnSO4该反应的化学方程式是________

2II中加入MnO2的主要目的是________;调溶液 pH=4.7,生成的沉淀主要含有________和少量CaSO4

3III中加入阳离子吸附剂,主要除去的离子是________

4)用惰性电极电解MnSO4溶液,可以制得高活性MnO2

电解MnSO4溶液的离子方程式是________

高活性MnO2可用于催化降解甲醛,有关微粒的变化如下图所示,其中X________总反应的化学方程式是________

【答案】 SO2 MnO2 = MnSO4 Fe2氧化为Fe3除去 FeOH3Al(OH)3 Pb2Ca2 Mn2+ + 2H2OMnO2 + H2↑ + 2H+ HCO3 HCHO + O2CO2 + H2O

【解析】软锰矿浆(主要成分为MnO2和水,含有Fe2O3FeOAl2O3和少量PbO等杂质)通入SO2浸出液的pH2MnO2SO2发生氧化还原反应,其中的金属离子主要是Mn2+,浸出液还含有少量的Fe2+Al3+等其他金属离子,Fe2+具有还原性,可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+,在氧化后的液体中加入石灰乳,杂质中含有Fe2+Al3+Ca2+Pb2+四种阳离子,由沉淀的pH范围知,调节pH4.7Fe3+Al3+阳离子通过调pH值,转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,加入阳离子吸附剂,除去Ca2+Pb2+,过滤,滤液蒸发浓缩,冷却结晶,获得MnSO4晶体。

(1)I中向软锰矿浆中通入SO2生成MnSO4MnO2SO2发生氧化还原反应的化学方程式为SO2+MnO2=MnSO4;故答案为:SO2+MnO2=MnSO4

(2)杂质离子中Fe2+具有还原性,可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+,加入石灰乳,调节pH4.7Fe3+Al3+阳离子通过调pH值,转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,故生成的沉淀主要为Fe(OH)3Al(OH)3和少量CaSO4;故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+Fe(OH)3Al(OH)3

(3)由题可知通过步骤III得到的溶液为含有锰离子的溶液,此步骤中需要对剩余的金属离子进行了除杂,可以加入阳离子吸附剂,除去Ca2+Pb2+;故答案为:Ca2+Pb2+

(4)①用惰性电极电解酸性MnSO4溶液可制得MnO2,阳极发生氧化反应,Mn2+失去电子转化为MnO2,阴极水得电子发生还原反应生成氢气,总反应离子方程式为:Mn2++2H2OMnO2+H2↑+2H+;故答案为:Mn2++2H2OMnO2+H2↑+2H+

②氧离子与-CHO转化为X,而XH+生成CO2H2O,则X表示的粒子是HCO3-,整个过程是甲醛氧化生成二氧化碳与水,该反应的总反应方程式为:HCHO+O2CO2+H2O,故答案为:HCO3-HCHO+O2CO2+H2O

练习册系列答案
相关题目

【题目】某同学学习了化学反应速率后,联想到曾用H2O2制备氧气,于是设计了下面的实验方案并进行实验探究。

实验编号

试管中加入3 mL 2 H2O2溶液和3滴蒸馏水

试管中加入3 mL 5 H2O2溶液和3滴蒸馏水

试管中加入3 mL 5 H2O2溶液和3滴蒸馏水

1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液

试管中加入3 mL 5 H2O2溶液和3滴稀盐酸溶液

1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液

试管中加入3 mL 5 H2O2溶液和3滴NaOH溶液

1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液

【查阅资料】过氧化氢(H2O2),其水溶液俗称双氧水,常温下是一种无色液体,性质比较稳定。在加热的条件下,它能分解生成氧气。研究表明,将新制的5的H2O2溶液加热到65时就有氧气放出,加热到80时就有较多氧气产生。

(1)上述实验发生反应的化学方程式为

(2)实验甲和实验乙的实验目的是

实验丙、实验丁和实验戊的实验目的是

(3)请根据该同学查阅的资料分析H2O2的性质,解释实验甲和实验乙能否达到实验目的?

(4)实验过程中该同学对实验丙、丁、戊中产生的气体进行收集,并在2分钟内6个时间点对注射器内气体进行读数,记录数据如下表。

时间/s

20

40

60

80

100

120

气体体积/mL

实验丙

9.5

19.5

29.0

36.5

46.0

54.5

实验丁

8.0

16.0

23.5

31.5

39.0

46.5

实验戊

15.5

30.0

44.5

58.5

71.5

83.0

对实验戊,0~20 s的反应速率v1 mL/s,100~120 s的反应速率v2 mL/s。

不考虑实验测量误差,二者速率存在差异的主要原因是

如右图是根据实验收集到最大体积的气体时所用时间绘制的图像。曲线c表示的是实验 (填)。

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