时间:2016-12-24 01:08:42
填空题 28（15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图所示：
（1）写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式 。
（2）在浸出液里锰元素只以Mn2+的形式存在，且滤渣中也无MnO2，请解释原因 .
（3）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：
加氨水调节溶液的pH等于6，则滤渣的成分是 ，滤液中含有的阳离子有H+和 。
（4）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 极。实际生产中，以石墨为电极，阳极区以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为 。
（5）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 & #160; 。
填空题 28（15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图所示：
（1）写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式 。
（2）在浸出液里锰元素只以Mn2+的形式存在，且滤渣中也无MnO2，请解释原因 .
（3）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：
加氨水调节溶液的pH等于6，则滤渣的成分是 ，滤液中含有的阳离子有H+和 。
（4）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 极。实际生产中，以石墨为电极，阳极区以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为 。
（5）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 。
本题答案：（1）MnCO3＋2H+＝Mn2+＋CO2↑＋H2O
本题解析：
试题分析：将碳酸锰矿粉溶于稀硫酸中，MnCO3、FeCO3、MgO、Al2O3都和稀硫酸反应生成硫酸盐，酸性条件下，MnO2被亚铁离子还原生成Mn2+，SiO2以沉淀析出，然后向浸出液中先加双氧水，再加氯水，并调节溶液的pH到6，根据氢氧化物沉淀需要的pH，当pH=6时Fe3+、Al3+完全转化为沉淀，溶液中存在Mn2+、Mg2+、NH4+，则滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3，然后进一步精制，再利用离子交换膜电解。
（1）碳酸锰和稀硫酸反应生成硫酸锰，二氧化碳和水，离子方程式为MnCO3＋2H+＝Mn2+＋CO2↑＋H2O；（2）加入双氧水时将亚铁离子氧化为铁离子，根据氢氧化物沉淀需要的pH知，pH=6时Fe3+、Al3+完全转化为沉淀，溶液中存在Mn2+、Mg2+、NH4+，则滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3，滤液中含有的阳离子为H+、Mn2+、Mg2+、NH4+；（3）酸性条件下，MnO2被亚铁离子还原，亚铁离子被氧化生成铁离子，所以在浸出液里锰元素只以锰离子的形式存在，且滤渣中无MnO2；（4）根据阴离子移动方向可知，左边电极是阴极，右边电极是阳极，则连接阴极的电极A是电源的负极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应为4OH-－4e-＝O2↑＋2H2O 或2H2O-4e-＝O2↑＋4H+；（5）锰离子不稳定，易被氧化生成二氧化锰，所以阳极的副反应为Mn2+＋2H2O－2e-＝MnO2＋4H+。
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用、电解原理
点评：本题主要考查混合物的分离和提纯，侧重考查学生对知识的综合运用能力，涉及内容较多，难度较大。
本题所属考点：【电解池原理】
本题难易程度：【困难】