【题目】MnO2和锌是制造干电池的主要原料
电解法生产MnO2传统的工艺主要流程为:软锰矿加煤还原焙烧;用硫酸浸出焙烧料;浸出液(主要含Mn2+)经净化后再进行电解,MnO2在电解池的阳极析出.
90年代后期发明了生产MnO2和锌的新工艺,主要是采用软锰矿(主要成分为MnO2 , 含少量Al2O3和SiO2杂质)和闪锌矿(主要成分为ZnS,含少量FeS、CuS、CdS杂质)为主要原料,经过除杂后,得到含Zn2+、Mn2+离子的溶液,再通过电解同时获得MnO2和锌.简化流程框图如下(中间产物的固体部分已经略去):
[软锰矿、闪锌矿]
[滤液A]
[Zn2+、Mn2+、Fe2+、Al3+]
[ZnSO4、MnSO4溶液]
[Zn+MnO2+产品D]
已知各种金属离子完全沉淀的pH如下表:
Zn2+ | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | |
pH | 8.0 | 10.1 | 9.0 | 3.2 | 4.7 |
回答下列问题:
(1)步骤①中,软锰矿、闪锌矿粉与硫酸溶液共热时析出硫的反应为氧化还原反应,例如:MnO2+ZnS+2H2SO4═MnSO4+ZnSO4+S↓+2H2O,请写出MnO2在酸性溶液中分别和CuS和FeS发生反应的化学方程式: .
(2)步骤②加入金属锌是为了回收金属,回收金属的主要成份为(用化学符号表示)
(3)步骤③物质C由多种物质组成,其中含有两种固体,其中一种为MnO2 , 其作用是另外一种固体物质可为 .
(4)步骤④中电解过程中MnO2在阳极析出,该电极上发生的反应方程式为 . 产品D的化学式为 , 该物质对整个生产的意义是 .
【题目】晶体硅是一种重要的非金属材料,模拟制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HCl
SiHCl3+H2 ,
沸点/℃ | |
SiHCl3 | 33.0 |
SiCl4 | 57.6 |
HCl | ﹣84 |
③SiHCl3与过量H2在1000~1100℃反应制得纯硅可能用到的信息如下:
已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃;
步骤②中粗硅与HCl反应时会生成少量SiCl4;
请回答下列问题:
(1)粗硅与HCl反应完全后,依据上表所示沸点差异提纯SiHCl3 . 该提纯方法为 .
(2)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去): ![]()
①依次连接的合理顺序为;装置D中g管的作用是;装置B中的试剂是;装置C中的烧瓶加热的目的是 .
②装置A中发生反应的化学方程式为 .
③操作时应先打开装置(C或D)中分液漏斗的旋塞,理由是: .
(3)请设计实验证明产品硅中是否含微量铁单质:将产品用稀盐酸溶解,取上层清液后 .