分析 锰矿物的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、SiO2、Al2O3等,用硫酸溶解,SiO2不硫酸反应,MnCO3、FeCO3、Al2O3与硫酸反应得到MnSO4、FeSO4、Al2(SO4)3,而滤液1里锰元素只以Mn2+的形式存在,且滤渣1中也无MnO2,酸性条件下MnO2将Fe2+离子氧化为Fe3+离子,过滤除去二氧化硅等不溶物,滤渣1为SiO2等不溶物.滤液1中加入过氧化氢将Fe2+离子氧化为Fe3+离子,再加入氨水调节溶液pH使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,过滤分离,滤液2中含有MnSO4、NH4SO4等,滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3,向滤渣2中加入氢氧化钠,氢氧化铝溶解得到NaAlO2,过滤分离.滤液2电解得到Mn,
(1)滤渣1的主要成分是二氧化硅;
(2)设备1中发生氧化还原反应:二氧化锰在酸性条件下将+2价铁氧化为铁离子,二氧化硫被还原得到Mn2+;
(3)设备2中加足量双氧水将Fe2+离子氧化为Fe3+离子;利用加入铁氰化钾溶液检验Fe2+离子;
(4)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,平衡正向移动,氢氧化铝被溶解;
(5)①电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向,则左室为阴极室,右室为阳极室,A为电源的负极,B为电源的阳极,阳极以稀硫酸为电解液,溶液中氢氧根离子放电生成氧气;
②Mn2+进入阳极区,发生氧化反应生成MnO2,需要有水参与反应,根据电荷守恒可知有氢离子生成.
解答 解:锰矿物的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、SiO2、Al2O3等,用硫酸溶解,SiO2不硫酸反应,MnCO3、FeCO3、Al2O3与硫酸反应得到MnSO4、FeSO4、Al2(SO4)3,而滤液1里锰元素只以Mn2+的形式存在,且滤渣1中也无MnO2,酸性条件下MnO2将Fe2+离子氧化为Fe3+离子,过滤除去二氧化硅等不溶物,滤渣1为SiO2等不溶物.滤液1中加入过氧化氢将Fe2+离子氧化为Fe3+离子,再加入氨水调节溶液pH使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,过滤分离,滤液2中含有MnSO4、NH4SO4等,滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3,向滤渣2中加入氢氧化钠,氢氧化铝溶解得到NaAlO2,过滤分离.滤液2电解得到Mn,
(1)根据分析可知,滤渣1的主要成分是SiO2,
故答案为:SiO2;
(2)设备1中发生氧化还原反应:二氧化锰在酸性条件下将+2价铁氧化为铁离子,二氧化硫被还原得到Mn2+,反应离子方程式为:2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 或2FeCO3+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++CO2↑+4H2O,
故答案为:2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 或2FeCO3+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++CO2↑+4H2O;
(3)设备2中加足量双氧水将Fe2+离子氧化为Fe3+离子,便于调节pH时转化为沉淀除去,检验滤液2中是否存在Fe2+的方案为: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+,
故答案为:将Fe2+完全氧化为Fe3+;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)根据分析可知,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,导致Al(OH)3不断溶解,
故答案为: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)①电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向,则左室为阴极室,右室为阳极室,A为电源的负极,B为电源的阳极,阳极以稀硫酸为电解液,溶液中氢氧根离子放电生成氧气,电极反应为:4OH--4e-=2H2O+O2↑,
故答案为:负极;4OH--4e-=2H2O+O2↑;
②Mn2+进入阳极区,发生氧化反应生成MnO2,需要有水参与反应,根据电荷守恒可知有氢离子生成,该副反应的电极反应式:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+,
故答案为:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+.
点评 本题通过锰的制备工艺流程,考查了制备方案的设计、阅读题目获取信息能力,题目难度中等,涉及物质的分离提纯、化学平衡移动、电解原理等知识,根据制备流程明确目的、实验原理为解答关键,试题综合性较大,需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识、信息进行解决问题的能力.
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 液氯是纯净物,而氯水是混合物 | B. | 液氯有酸性,氯水有漂白性 | ||
C. | 液氯较氯水的漂白作用更强 | D. | 液氯无色,氯水呈黄绿色 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 木糖醇是一种单糖,不能发生水解反应 | |
B. | 木糖醇不属于糖类,它是多元醇 | |
C. | 木糖醇易溶解于水,能发生酯化反应 | |
D. | 1mol木糖醇与足量钠反应最多可产生2.5molH2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | ①蒸馏 ②过滤 ③分液 | B. | ①分液 ②蒸馏 ③蒸馏 | ||
C. | ①蒸馏 ②分液 ③分液 | D. | ①分液 ②蒸馏 ③结晶 过滤 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 3种 | B. | 4种 | C. | 5种 | D. | 6种 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 盐 | B. | 氧化物 | C. | 有机物 | D. | 油脂 |
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