题目内容

3．现代冶炼金属锰的一种工艺流程如下图所示：
下表为t℃时，有关物质的pKp（注：pKp=-1gKp）
物质Fe（OH）3Cu（OH）2Ca（OH）2Mn（OH）2CuSCaSMnSMnCO3
pKp37.419.35.2612.735.25.8612.610.7
①软锰矿还原浸出的反应为：12MnO2+C6H12O6+12H2SO4=12MnSO4+6CO2↑+18H2O该反应中，还原剂为C6H12O6．写出一种能提高还原浸出速率的措施：升高温度或将软锰矿研细等
②滤液1的pH＞（填“＞”“＜”或“═”）MnSO4浸出液的pH．
③加入MnF2的目的除去Ca2+（填“Ca2+”、“Fe3+”、或“Cu2+”）

分析 向软锰矿（主要成分为MnCO3，还含有铁、钙、铜等盐杂质）中加入硫酸和还原剂，软锰矿还原浸出的反应为：12MnO2+C6H12O6+12H2SO4=12MnSO4+6CO2↑+18H2O，还原浸出液中含有Mn2+、Ca2+、Fe3+、Cu2+，Fe（OH）3pKp为37.4与其它离子相比最大，调节pH可以将氢氧化铁沉淀下来，向滤液中加入硫化铵，CuSpKp为35.2，可以将铜离子形成硫化物沉淀下来，再加入MnF2，形成CaF2沉淀，除去Ca2+，最后对得到的含有锰离子的盐电解，可以得到金属锰．
①在化学反应中元素化合价升高的是还原剂，化合价降低的为氧化剂，影响浸出速率速率的因素有温度、浓度、表面积、溶剂等因素；
②Kp为电离平衡常数，pKp=-1gKp，pKp越大，沉淀溶解平衡常数越小，滤液1为形成Fe（OH）3沉淀后的滤液，成分为Ca2+，Cu2+，Mn2+，根据pKp判断出滤液1PH大于MnSO4浸出液的pH；
③CaF2难溶于水，加入MnF2的目的除去形成CaF2沉淀，除去Ca2+．

解答 解：向软锰矿（主要成分为MnCO3，还含有铁、钙、铜等盐杂质）中加入硫酸和还原剂，软锰矿还原浸出的反应为：12MnO2+C6H12O6+12H2SO4=12MnSO4+6CO2↑+18H2O，还原浸出液中含有MnSO4、Ca2+、Fe3+、Cu2+，Fe（OH）3pKp为37.4与其它离子相比最大，调节pH可以将氢氧化铁沉淀下来，向滤液中加入硫化铵，CuSpKp为35.2，可以将铜离子形成硫化物沉淀下来，再加入MnF2，形成CaF2沉淀，除去Ca2+，最后对得到的含有锰离子的盐电解，可以得到金属锰．
①C6H12O6+12 MnO2+12H2SO4=12 MnSO4十6CO2十18H2O反应中C6H12O6中的C由0价升高到CO2中的+4价，MnO2中的Mn由+4价降低到MnSO4中+2价，1molC6H12O6反应碳原子共失去24个电子，元素化合价升高的是还原剂，C6H12O6中的C由0价升高到CO2中的+4价，所以还原剂为C6H12O6，影响浸出速率速率的因素有温度、浓度、表面积、溶剂等因素，升高温度或将软锰矿研细等措施能提高还原浸出速率，
故答案为：C6H12O6；升高温度或将软锰矿研细等；
②软锰矿还原浸出的反应为：12MnO2+C6H12O6+12H2SO4=12MnSO4+6CO2↑+18H2O，溶液呈强酸性，还原浸出液中含有Mn2+、Ca2+、Fe3+、Cu2+，此时未形成沉淀，Kp为电离平衡常数，pKp=-1gKp，pKp越大，沉淀溶解平衡常数越小，滤液1为形成Fe（OH）3沉淀，pKp=-1gKp=37.4，Kp=10-37.4，Kp=c（Fe3+）×c3（OH-）=10-37.4，c（OH-）≈10-10，c（H+）=1×10-4mol/L，pH=4，所以滤液1的pH大于MnSO4浸出液的pH=4才能形成氢氧化铁沉淀，
故答案为：＞；
③CaF2难溶于水，滤液2为Mn2+、Ca2+、NH4+、SO42-，加入MnF2的目的除去形成CaF2沉淀，除去Ca2+，
故答案为：Ca2+．

点评 本题考查了现代冶炼金属锰的一种工艺流程分析，注意沉淀溶解平衡应用以及流程中分离提纯物质的原理，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
13．含有下列各组离子的溶液中，通入NH3后仍能大量共存的是（　　）
A．H+，Cu2+，Fe3+、SO4 2-B．Ba2+，Na+，Al3+、Cl-
C．K+、Ag+  NH4+，NO3-D．Na+、K+、Br-、OH-
14．金属铝、铁、铜及其化合物与生产、科研关系密切．
（1）工业上可用铝与软锰矿（主要成分为MnO2）反应冶炼金属锰．用化学方程式表示其冶炼原理3MnO2+4Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Mn+2Al2O3．
（2）工业上，采用石墨、铁棒作为电极，电解除去废水中的CN-（C为+4价．下同），装置如图所示，通电过程中，阴、阳两极均有无色无味的气体产生，阳极区两种离子的放电产物会进一步发生反应，其方程式为C12+CNO-+OH-→□+Cl-+CO32-+H2O（未配平）．
①铁电极应连接直流电源的负极（填写电极名称）．
②上述反应方程式配平后“□”内应填写N2．
③阴极产物有氢气，阳极上发生的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑和CN--2e-+2OH-═CNO-+H2O．
（3）用 CuSO4溶液为电解质溶液，进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼．下列说法错误的是ac（填写字母代号）．
a．电能全部转化为化学能      
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2+向阳极移动      
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
（4）硫酸铝铵水溶液呈酸性，是因为Al3+、NH4+（填写离子符号）发生了水解；常温下浓度均为0.1mol•L-1硫酸铝和硫酸铝铵两种水溶液，c（Al3+）较大的是硫酸铝铵（填“硫酸铝铵”或“硫酸铝”）溶液．
11．如图甲是CO2电催化还原为碳氢化合物的工作原理示意图，用一种钾盐水溶液作电解液；图乙是用H2还原CO2制备甲醇的工作原理示意图，硫酸为电解质溶液．下列说法不正确的是（　　）
A．甲中铜片作阴极，K+向铜片电极移动
B．甲中若CxHy为C2H4，则生成1 mol C2H4的同时生成2 molO2
C．乙中H2SO4的作用是增强溶液的导电性
D．乙中正极发生的电极反应为CO2+6e-+6H+═CH3OH+H2O
18．在下列影响化学反应速率因素中，肯定能使化学反应速率加快的方法是（　　）
①升高温度  ②加入正催化剂  ③增大反应物浓度  ④将块状固体反应物磨成粉末．
A．只有①②③B．只有①②④C．只有③④D．①②③④
8．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（　　）
A．pH=1的溶液：Na+、NH4+、S2-、NO3-
B．c（HSO4-）=0.1 mol/L的溶液：K+、Ba2+、HCO3-、Cl-
C．滴入少量苯酚显紫色的溶液：Na+、K+、I-、SO42-
D．能溶解碳酸钙的溶液：Na+、NH4+、Cl-、Br-
15．对如表实验现象或操作解释错误的是（　　）
现象或操作解    释
AKI淀粉溶液中滴入氯水变蓝，再通入SO2，蓝色褪去SO2具有漂白性
B配制SnCl2溶液时，先将SnCl2溶于适量稀盐酸，再用蒸馏水稀释，最后在试剂瓶中加入少量的锡粒抑制Sn2+水解，并防止Sn2+被氧化为Sn4+
C某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成不能说明该溶液中一定含有SO42-
D向浓度均为0.1mol•L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，首先生成蓝色沉淀Ksp[Cu（OH）2]＜Ksp[Mg（OH）2]
A．AB．BC．CD．D
12．根据下列所表示的氧化还原反应设计一个能持续产生电流的原电池装置．
Fe（s）+2Fe3+（aq）=3Fe2+（aq）
（1）画出此原电池的装置简图（2）写出两个电极上的电极反应．
17．除去铝表面的铜镀层可选用的试剂是（　　）
A．浓硝酸B．稀硝酸C．浓盐酸D．浓硫酸

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网