题目内容
28（15分）某种碳酸锰矿的主要成分有MnCO3 、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3等。已知碳酸锰难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰，流程如下：
阴离子膜法电解装置如图所示：
（1）写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式 。
（2）在浸出液里锰元素只以Mn2+的形式存在，且滤渣中也无MnO2，请解释原因 .
（3）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：
加氨水调节溶液的pH等于6，则滤渣的成分是 ，滤液中含有的阳离子有H+和 。
（4）电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向，则A电极是 极。实际生产中，以石墨为电极，阳极区以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为 。
（5）该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止Mn2+进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资源浪费，写出该副反应的电极反应式 。
（1）MnCO3＋2H+＝Mn2+＋CO2↑＋H2O
（2）MnO2在酸性条件下被二价铁还原为Mn2+
（3）Al(OH)3、Fe(OH)3 ；Mn2+、Mg2+、NH4+
（4）负极；4OH-－4e-＝O2↑＋2H2O 或2H2O-4e-＝O2↑＋4H+
（5）Mn2+＋2H2O－2e-＝MnO2＋4H+
【解析】
试题分析：将碳酸锰矿粉溶于稀硫酸中，MnCO3 、FeCO3、MgO、Al2O3都和稀硫酸反应生成硫酸盐，酸性条件下，MnO2被亚铁离子还原生成Mn2+，SiO2以沉淀析出，然后向浸出液中先加双氧水，再加氯水，并调节溶液的pH到6，根据氢氧化物沉淀需要的pH，当pH=6时Fe3+、Al3+完全转化为沉淀，溶液中存在Mn2+、Mg2+、NH4+，则滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3，然后进一步精制，再利用离子交换膜电解。
（1）碳酸锰和稀硫酸反应生成硫酸锰，二氧化碳和水，离子方程式为MnCO3＋2H+＝Mn2+＋CO2↑＋H2O；（2）加入双氧水时将亚铁离子氧化为铁离子，根据氢氧化物沉淀需要的pH知，pH=6时Fe3+、Al3+完全转化为沉淀，溶液中存在Mn2+、Mg2+、NH4+，则滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3，滤液中含有的阳离子为H+、Mn2+、Mg2+、NH4+；（3）酸性条件下，MnO2被亚铁离子还原，亚铁离子被氧化生成铁离子，所以在浸出液里锰元素只以锰离子的形式存在，且滤渣中无MnO2；（4）根据阴离子移动方向可知，左边电极是阴极，右边电极是阳极，则连接阴极的电极A是电源的负极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应为4OH-－4e-＝O2↑＋2H2O 或2H2O-4e-＝O2↑＋4H+；（5）锰离子不稳定，易被氧化生成二氧化锰，所以阳极的副反应为Mn2+＋2H2O－2e-＝MnO2＋4H+。
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用、电解原理
名校课堂系列答案
2NH3(g) △H=-38.6kJ·mol-120．（10分）某厂以重晶石（有效成分是BaSO4）为主要原料制取Ba(OH)2·8H2O晶体的示意图如下：
已知：i．BaSO4(s)＋2C(s)＝2CO2(g)＋BaS(s) ΔH1＝+226.2 kJ/mol
C(s)＋CO2(g)＝2CO(g) ΔH2＝+172.5kJ/mol
ii．某些物质的溶解度（g/100g）简表
10℃ | 20℃ | 40℃ | 60℃ | 80℃ | |
Ba(OH)2·8H2O | 2.48 | 3.89 | 8.22 | 20.9 | 101 |
NaOH | 98.0 | 109 | 129 | 174 | 314 |
NaCl | 35.8 | 35.9 | 36.4 | 37.1 | 38.0 |
BaCl2 | 33.5 | 35.8 | 40.8 | 46.2 | 52.5 |
回答下列问题：
（1）炭与重晶石直接反应的热化学方程式是：BaSO4(s)＋4C(s)＝BaS(s)＋4CO(g) ΔH=____kJ/mol。
（2）由BaCl2溶液可通过不同途径得到Ba(OH)2·8H2O。
途径1：
① 得到固体1的离子方程式是______。
② 固体2与水反应的化学方程式是______。
途径2：
途径2中的“操作”是加热浓缩，冷却结晶，过滤。依据上述溶解度简表分析，过滤时的最佳温度是______；能从混合液中得到Ba(OH)2·8H2O晶体的原因是______。
（3）若向滤液1中加入CuO粉末，可直接得到含Ba(OH)2·8H2O晶体和CuS的浊液，反应化学方程式是______。将该浊液加热到80℃左右浓缩，趁热过滤，冷却滤液至室温，再过滤，即可得到Ba(OH)2·8H2O晶体。上述操作中趁热过滤的原因是______。
2NH3（g）ΔH =-92.4 kJ?mol-1，下列关于该反应的说法正确的是