(9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下图所示:

(1)写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式:                                     

(2)已知Ksp (Fe(OH)3) = 4 ´10–38,假设溶液中Fe3+离子浓度为0.1 mol·L–1,则开始生成Fe(OH)3 沉淀的pH是_________,沉淀完全的pH是_________。(可能用到的数据:lg= -0.1  lg=0.2)

(3)已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:

离子

Fe3+

A13+

Fe2+

Mn2+

Mg2+

开始沉淀的pH

1.2

3.7

7.0

7.8

9.3

沉淀完全的pH

3.7

4.7

9.6

9.8

10.8

 

加氨水调节溶液的pH等于6,则“滤渣(待处理)”的成分是            (写化学式),滤液中含有的阳离子有H+           (写符号)。

(4)在浸出液里锰元素只以Mn2+的形式存在,且滤渣A中也无MnO2,请用离子方程式解释原因:                                                                              

(5)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      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                                     

(6)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:                                             

 

部分难溶物的颜色和常温下的Ksp如下表所示:

 

Cu(OH)2

CuOH

CuCl

Cu2O

颜色

蓝色

黄色

白色

砖红色

Ksp(25 ℃)

1.6×1019

1.0×1014

1.2×106

某研究性学习小组对电解食盐水进行了如下探究:

实验Ⅰ装置如图所示,接通电源后,发现a、b电极上均有气泡产生。

(1)电解过程中的总离子反应方程式为_________________________________________。

(2)为了确定电源的正、负极,下列操作一定行之有效的是        

A.观察两极产生气体的颜色

B.往U形管两端分别滴入数滴酚酞试液

C.用燃着的木条靠近U形管口

D.在U形管口置一张湿润的淀粉­KI试纸

实验Ⅱ把上述电解装置的石墨棒换成铜棒,用直流电源进行电解,装置如图所示。

观察到的现象如下所示:

①开始无明显现象,随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗;

②5 min后,b极附近开始出现白色沉淀,并逐渐增多,且向a极扩散;

③10 min后,最靠近a极的白色沉淀开始变成红色;

④12 min后,b极附近的白色沉淀开始变成黄色,然后逐渐变成橙黄色;

⑤a极一直有大量气泡产生;

⑥停止电解,将U形管中悬浊液静置一段时间后,上层溶液呈无色,没有出现蓝色,下层沉淀全部显砖红色。

(3) a极发生的电极反应方程式为________________________________________________________。

(4) 电解5 min后,b极发生的电极反应方程式为___________________________________________。

(5)12 min后,b极附近出现的橙黄色沉淀的成分是     ,原因是___________________________________________________________________________________。

 

 0  61165  61173  61179  61183  61189  61191  61195  61201  61203  61209  61215  61219  61221  61225  61231  61233  61239  61243  61245  61249  61251  61255  61257  61259  61260  61261  61263  61264  61265  61267  61269  61273  61275  61279  61281  61285  61291  61293  61299  61303  61305  61309  61315  61321  61323  61329  61333  61335  61341  61345  61351  61359  203614 

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