(12分)锰的用途非常广泛,在钢铁工业中,锰的用量仅次于铁,90【离子方程式的书写及正误判断】

时间:2016-12-28 18:45:53

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简答题  (12分)锰的用途非常广泛,在钢铁工业中,锰的用量仅次于铁,90%的锰消耗于钢铁工业,10%的锰消耗于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:

已知25℃,部分物质的溶度积常数如下:

物质
Mn(OH)2
Co(OH)2
Ni(OH)2
MnS
CoS
NiS

Ksp
2.1×10-13
3.0×10-16
5.0×10-16
1.0×10-11
5.0×10-22
1.0×10-22


(1)步骤Ⅰ中,MnCO3与硫酸反应的化学方程式是              。
(2)步骤Ⅰ中需要加入稍过量的硫酸,其目的有3点:①使矿物中的物质充分反应;②提供第Ⅱ步氧化时所需要的酸性环境;③                 
(3)步骤Ⅱ中,MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+,该反应的离子方程式是         ,加氨水调节溶液的pH为5.0~6.0,以除去Fe3+。
(4)步骤Ⅲ中,滤渣2的主要成分是              
(5)步骤Ⅳ中,在     (填“阴”或“阳”)极析出Mn,电极反应方程式为         
(6)电解后的废水中还含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na2S,进行二级沉降。欲使 溶液中c(Mn2+)≤1.0×10-5 mol·L-1,则应保持溶液中c(S2-)≥     mol·L-1。



简答题  (12分)锰的用途非常广泛,在钢铁工业中,锰的用量仅次于铁,90%的锰消耗于钢铁工业,10%的锰消耗于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:

已知25℃,部分物质的溶度积常数 如下:

物质
Mn(OH)2
Co(OH)2
Ni(OH)2
MnS
CoS
NiS

Ksp
2.1×10-13
3.0×10-16
5.0×10-16
1.0×10-11
5.0×10-22
1.0×10-22


(1)步骤Ⅰ中,MnCO3与硫酸反应的化学方程式是              。
(2)步骤Ⅰ中需要加入稍过量的硫酸,其目的有3点:①使矿物中的物质充分反应;②提供第Ⅱ步氧化时所需要的酸性环境;③                 
(3)步骤Ⅱ中,MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+,该反应的离子方程式是         ,加氨水调节溶液的pH为5.0~6.0,以除去Fe3+。
(4)步骤Ⅲ中,滤渣2的主要成分是              
(5)步骤Ⅳ中,在     (填“阴”或“阳”)极析出Mn,电极反应方程式为         
(6)电解后的废水中还含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na2S,进行二级沉降。欲使溶液中c(Mn2+)≤1.0×10-5 mol·L-1,则应保持溶液中c(S2-)≥     mol·L-1。
本题答案:(12分)
(1)MnCO3+H2SO4 =MnSO4
本题解析:
试题分析:(1)碳酸锰与硫酸反应生成硫酸锰、二氧化碳和水,所以化学方程式是MnCO3+H2SO4 =MnSO4+ CO2↑+H2O;
(2)根据表中数据可知氢氧化锰是弱碱,所以硫酸锰水解生成氢氧化锰和硫酸,则硫酸过量的第三个作用是抑制锰离子水解;
(3)步骤Ⅱ中,MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+,二氧化锰被还原为锰离子,离子方程式是MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
(4)根据流程图可知,除杂1时,将铁离子除去,则除杂2的目的是除去镍离子和钴离子,根据沉淀的溶度积可知,加入硫化铵后,镍离子和钴离子已硫化物的沉淀除去,所以滤渣2的主要成分是CoS和NiS;
(5)电解时,锰离子在阴极发生还原反应,所以Mn在阴极析出;电极反应式是Mn2++2e-=Mn;
(6)因为KMnS=1.0×10-11,所以欲使溶液中c(Mn2+)≤1.0×10-5 mol·L-1,则应保持溶液中c(S2-)≥KMnS/ c(Mn2+)=1×10-6 mol/L。
考点:考查对工业流程的分析,溶度积的应用,离子方程式的书写


本题所属考点:【离子方程式的书写及正误判断】
本题难易程度:【困难】



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