20、
(12分)碳酸锰(MnCO3)是理想的高性能强磁性材料,也是制备Mn2O3、MnO2等锰的氧化物的重要原料,广泛用于电子、化工、医药等行业。一种制备MnCO3的生产流程如下图所示。
已知生成氢氧化物的pH和有关硫化物的Ksp如下表:
|
物质 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mn(OH)2 |
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开始沉淀pH |
2.7 |
7.6 |
8.3 |
|
完全沉淀pH |
3.7 |
9.6 |
9.8 |
|
物质 |
MnS |
CuS |
PbS |
|
Ksp |
2.5×10-13 |
6.3×10-36 |
8.0×10-28 |
软锰矿主要成分为MnO2,其中含有铁、铝、硅的氧化物和少量重金属化合物杂质,SO2来自工业废气。流程①中主要发生的反应有:MnO2 + SO2 = MnSO4 2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42-+ 4H+。
(1)流程①中所得MnSO4溶液的pH比软锰矿浆的pH (填“大”或“小”),该流程可与 (填工业生产名称)联合,生产效益更高。
(2)反应②的目的是将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,其离子反应方程式为
,这样设计的目的和原理是 。
(3)反应③中硫化钠的作用是使重金属离子转化为硫化物沉淀,碳酸钙的作用是
。
(4)反应④发生的化学反应为:MnSO4 + 2NH4HCO3 = MnCO3↓+ (NH4)2SO4 + CO2↑ + H2O。
反应中通常需加入稍过量的NH4HCO3,且控制溶液的pH为6.8-7.4。加入稍过量的NH4HCO3的目的是 ,溶液的pH不能过低的原因是 。
(5)软锰矿中锰的浸出有两种工艺:
工艺A:软锰矿浆与含SO2的工业废气反应 工艺B:软锰矿与煤碳粉混合,焙烧后加稀硫酸溶解。
其中工艺A的优点是 。(答对1个即可)
18、(10分)现有NaOH固体、大理石、蒸馏水和盐酸,需制取33g纯NaHCO3。请参照物质的溶解度表回答有关问题:
|
溶质 |
NaOH |
NaHCO3 |
Na2CO3 |
|
25ºC时溶解度(g/100g水) |
110 |
9 |
30 |
(1)制取过程中反应的化学方程式为 、
;
(2)若提供100g水,则需NaOH的物质的量为 。
(3)简述实验的操作过程:(产生CO2操作不用写)
① ,
② ,
③ ,
④ 。