5.某含锰矿物的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、SiO2,A12O3等.已知FeCO3、Mn-CO3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锸矿中提取金属锰,主要物质转化关系如下:
(1)设备Ⅰ中反应后,滤液1里锰元素只以Mn2+的形式存在,且滤渣1中也无MnO2. 滤渣1的主要成分是SiO2(填化学式).
(2)设备1中发生氧化还原反应的离子方程式是2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 或2FeCO3+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++CO2↑+4H2O.
(3)设备2中加足量双氧水的作用是将Fe2+完全氧化为Fe3+.设计实验方案检验滤液2中是否存在Fe2+:取滤液2,加入铁氰化钾溶液,如果有蓝色沉淀产生,则有Fe2+,否则没有Fe2+
(4)设备4中加入过量氢氧化钠溶液,沉淀部分溶解,用化学平衡移动原理解释原因:滤渣2中存在Al(OH)3,存在电离平衡:Al3++3OH-?Al(OH)3?AlO2-+H++H2O,加入NaOH溶液,H+被中和,浓度减低,Al(OH)3不断溶解.
(5)设备3中用阴离子膜法提取金属锰的电解装置如图:
①电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向;则A电极是直流电源的负极.实际生产中,阳极以稀硫酸为电解液,阳极的电极反应式为4OH--4e-═2H2O+O2↑或者2H2O-4e-=O2↑+4H+
②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Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+
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