离子 | 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH |
Fe2+ | 7.6 | 9.7 |
Fe3+ | 2.7 | 3.7 |
Al3+ | 3.8 | 4.7 |
Mn2+ | 8.3 | 9.8 |
分析 由浸出液中的金属阳离子主要是Mn2+,可知浸出时主要发生反应:SO2+MnO2═MnSO4,浸出液中含有少量的Fe2+、Al3+等,由离子开始沉淀及沉淀完全的pH可知,加入二氧化锰氧化过程,是将亚铁离子转化为铁离子,再加入石灰乳,调节溶液pH值,使铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,再进行过滤,滤渣中主要有氢氧化铝、氢氧化铝,滤液为硫酸锰溶液,再通过蒸发浓缩、降温结晶,最后过滤得到硫酸锰晶体.
(1)二氧化锰与二氧化硫反应生成硫酸锰;
(2)由于二氧化硫溶于水生成H2SO3,H2SO3部分电离会使浸出液pH<2;
(3)加入二氧化锰氧化过程,是将亚铁离子转化为铁离子,自身被还原为锰离子,同时生成水;
(4)由表中数据可知,pH=9.7时Fe2+才完全沉淀,而pH=8.3时Mn2+已经开始沉淀;
(5)替代二氧化锰的试剂应具有强氧化性,且不能引入杂化;
(6)铁离子、铝离子水解程度比锰离子大,加热碳酸锰或氢氧化锰与氢离子反应,促进铁离子、铝离子水解;
(7)滤渣中主要有氢氧化铝、氢氧化铝,应将滤渣溶于足量的氢氧化钠溶液中,除去氢氧化铝,再进行过滤、洗涤、干燥,最后灼烧可得氧化铁.
解答 解:由浸出液中的金属阳离子主要是Mn2+,可知浸出时主要发生反应:SO2+MnO2═MnSO4,由于二氧化硫溶于水生成H2SO3,H2SO3部分电离会使浸出液pH<2,浸出液中含有少量的Fe2+、Al3+等,由离子开始沉淀及沉淀完全的pH可知,加入二氧化锰氧化过程,是将亚铁离子转化为铁离子,再加入石灰乳,调节溶液pH值,使铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,再进行过滤,滤渣中主要有氢氧化铝、氢氧化铝,滤液为硫酸锰溶液,再通过蒸发浓缩、降温结晶,最后过滤得到硫酸锰晶体.
(1)由上述分析可知,二氧化锰与二氧化硫反应的化学方程式为SO2+MnO2═MnSO4,故答案为:SO2+MnO2═MnSO4;
(2)二氧化硫溶于水发生反应:SO2+H2O=H2SO3,生成的H2SO3部分电离:H2SO3?H++HSO3-,使浸出液的pH<2,
故答案为:二氧化硫溶于水发生反应:SO2+H2O=H2SO3,生成的H2SO3部分电离:H2SO3?H++HSO3-;
(3)加入二氧化锰氧化过程,是将亚铁离子转化为铁离子,反应离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O;
故答案为:MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O;
(4)由表中数据可知,pH=9.7时Fe2+才完全沉淀,而pH=8.3时Mn2+已经开始沉淀,不能能取消“加入二氧化锰”的步骤,故答案为:不能,pH=9.7时Fe2+才完全沉淀,而pH=8.3时Mn2+已经开始沉淀;
(5)替代二氧化锰的试剂应具有强氧化性,且不能引入杂化,氯气、酸性高锰酸钾、次氯酸均会引入杂质离子,而双氧水可以氧化亚铁离子为铁离子,同时生成水,不引入杂质离子,故选A;
(6)铁离子、铝离子水解程度比锰离子大,加热碳酸锰或氢氧化锰与氢离子反应,促进铁离子、铝离子水解,进而转化为沉淀,再通过过滤除去,同意该同学的观点,
故答案为:同意,铁离子、铝离子水解程度比锰离子大,加热碳酸锰或氢氧化锰与氢离子反应,促进铁离子、铝离子水解,进而转化为沉淀,再通过过滤除去;
(7)从含硫酸锰的滤液中提取硫酸锰晶体的操作是:蒸发浓缩、降温结晶、过滤;
滤渣中主要有氢氧化铝、氢氧化铝,提取高纯度的铁红的方案为:将滤渣溶于足量的氢氧化钠溶液中,再进行过滤、洗涤、干燥,最后灼烧可得氧化铁.
故答案为:蒸发浓缩、降温结晶;过滤;将滤渣溶于足量的氢氧化钠溶液中,再进行过滤、洗涤、干燥,最后灼烧可得氧化铁.
点评 本题考查化学工艺流程、物质的分离提纯、对实验操作的分析评价、对数据的分析运用、实验方案设计等,是对学生综合能力的考查,难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 单位时间内生成n mol A,同时生成2n mol C | |
B. | A、B、C的浓度相等 | |
C. | 单位时间内生成n mol A,同时生成3n mol B | |
D. | A、B、C的分子数之比为1:3:2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 原子半径的大小顺序为:rA>rB>rC>rD>rE | |
B. | 元素D的最高价氧化物对应的水化物的酸性比E的强 | |
C. | A、D两种元素在自然界中都存在相应的单质 | |
D. | C的最高价氧化物的水化物与E的最高价氧化物的水化物之间不能发生反应 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
实验组号 | ① | ② | ③ | ④ |
碳化物(g) | 7.8 | 15.6 | 23.4 | 31.2 |
水(mL) | 18 | 18 | a | a |
气体(L/标况) | 2.8 | 5.6 | 7 | 7 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | Na2SO4电离:Na2SO4=Na2++SO42- | |
B. | 氯化钠的分子式:NaCl | |
C. | 质子数为6,中子数为8的微粒:${\;}_{6}^{8}$C | |
D. | 医用“钡餐”的化学式:BaSO4 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 乙醇和二甲醚互为同分异构体,利用红外光谱法或核磁共振氢谱法均可鉴别两者 | |
B. | 醋酸和硬脂酸互为同系物,C2H4和C18H38也互为同系物 | |
C. | 有机物W()和其水解产物都可以发生消去反应 | |
D. | 乙烯的加成反应及与酸性KMnO4溶液作用,都与其分子内碳碳双健有关 |
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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. | 二氧化硫通入溴水使其褪色 SO2+Br2+2H2O═4H++2Br-+SO32- | |
B. | 石灰石与稀盐酸 CO32-+2H+═H2O+CO2↑ | |
C. | 小苏打溶液中滴加醋酸溶液 HCO3-+CH3COOH=CH3COO-+H2O+CO2↑ | |
D. | 氯化铝溶液中加入过量的氨水 Al3++4 NH3•H2O=4NH4++AlO2-+2H2O |
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科目:高中化学 来源: 题型:多选题
A. | Ⅱ表示的是滴定氨水的曲线,当V(HCI)=20 mL时,有:c(Cl-)>c(N${{H}_{4}}^{+}$)>c(H+)>c(OH-) | |
B. | 当pH=7时,滴定氨水消耗的V(HCl)=20 mL,且c(N${{H}_{4}}^{+}$)=c(Cl-) | |
C. | 滴定氢氧化钠溶液时,若V(HCl)>20 mL,则一定有:c(Cl-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) | |
D. | 当滴定氨水消耗V(HCl)=10 mL时,有:2[c(OH-)-c(H+)]=c(N${{H}_{4}}^{+}$)-c(NH3•H2O) |
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