分析 湿法浸出软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al、Mg等杂质元素)制备高纯碳酸锰,加入浓硫酸和植物粉浸出过滤得到滤液除去杂质,加入碳酸氢铵形成沉淀通过一系列操作得到高纯碳酸锰,
(1)加入植物粉是一种还原剂;
(2)使用碳酸锰调pH的优势是不引入新的杂质;二氧化锰氧化过氧化氢为氧气,本身被还原为锰离子;
(3)依据碳酸氢铵受热易分解分析,在30℃~35℃下,将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中,控制反应液的最终pH在6.5~7.0,得到MnCO3沉淀,硫酸铵,二氧化碳和水,生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是取最后一次洗涤液检验是否含有硫酸根离子设计;
(4)Ksp (MnCO3)=c(Mn2+)•c(CO32-),当Mn2+沉淀完全时,c(CO32-)=1.8×10-11/1.0×10-5=1.8×10-6 mol•L-1,若Mg2+也能形成沉淀,则要求Mg2+>2.6×10-5/1.8×10-6=14.4 mol•L-1,Mg2+的浓度0.01mol/L远小于14.4 mol•L-1.
解答 解:湿法浸出软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al、Mg等杂质元素)制备高纯碳酸锰,加入浓硫酸和植物粉浸出过滤得到滤液除去杂质,加入碳酸氢铵形成沉淀通过一系列操作得到高纯碳酸锰,
(1)在浸出液中加入植物粉起到了还原剂的作用,
故答案为:作还原剂;
(2)使用碳酸锰调pH的优势是不引入新的杂质;酸性溶液中二氧化锰氧化过氧化氢为氧气,本身被还原为锰离子,反应的离子方程式为:MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑,
故答案为:增加MnCO3的产量(或不引入新的杂质等);MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑;
(3)依据碳酸氢铵受热易分解分析,温度控制35℃以下的原因是防止碳酸氢铵分解,在30℃~35℃下,将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中,控制反应液的最终pH在6.5~7.0,得到MnCO3沉淀,硫酸铵,二氧化碳和水,反应的化学方程式为:MnSO4+2NH4HCO3$\frac{\underline{\;30℃-35℃\;}}{\;}$MnCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O,生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是取最后一次洗涤液检验是否含有硫酸根离子设计,取最后一次的洗涤滤液1~2 mL 于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净,
故答案为:减少碳酸氢铵的分解,提高原料利用率;MnSO4+2NH4HCO3$\frac{\underline{\;30℃-35℃\;}}{\;}$MnCO3+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O;取最后一次的洗涤滤液1~2 mL 于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净;
(4)Ksp (MnCO3)=c(Mn2+)•c(CO32-),当Mn2+沉淀完全时,c(CO32-)=$\frac{1.8×1{0}^{-11}}{1.0}$×10-5=1.8×10-6 mol•L-1,若Mg2+也能形成沉淀,则要求Mg2+>2.6×10-5/1.8×10-6=14.4 mol•L-1,Mg2+的浓度0.01mol/L远小于14.4 mol•L-1,若净化液中的c(Mg2+)=10-2mol/L,说明Mg2+的存在不会影响MnCO3的纯度,
答:Ksp (MnCO3)=c(Mn2+)•c(CO32-),当Mn2+沉淀完全时,c(CO32-)=$\frac{1.8×1{0}^{-11}}{1.0}$×10-5=1.8×10-6mol•L-1,若Mg2+也能形成沉淀,则要求Mg2+>2.6×10-5/1.8×10-6=14.4 mol•L-1,Mg2+的浓度0.01mol/L远小于14.4 mol•L-1,若净化液中的c(Mg2+)=10-2mol/L,说明Mg2+的存在不会影响MnCO3的纯度.
点评 本题考查混合物分离提纯的综合应用,题目难度中等,把握流程分析及混合物分离方法、发生的反应为解答的关键,试题侧重分析与实验能力的考查,有利于提高学生的分析能力和化学计算能力.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 8种 | B. | 10种 | C. | 12种 | D. | 20种 |
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科目:高中化学 来源: 题型:计算题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | ②④ | B. | ②③ | C. | ③④ | D. | ①④ |
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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:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | $\frac{a(A-N+3)}{A+3}$mol | B. | $\frac{a(A-N+8)}{A+16}$mol | ||
C. | $\frac{a(2A-2N+40)}{2A+90}$mol | D. | $\frac{2A-2N+24}{2A+54}$mol |
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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. | O2的消耗速率等于NO的消耗速率 | |
B. | 容器内始终有N2、O2和NO共存 | |
C. | 容器内反应混合物的总物质的量不随时间改变 | |
D. | V正(N2)=V逆(N2) |
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