精練03化學(xué)工藝流程?？荚兀悍?/p>

1.(24-25高三上?黑龍江?模擬預(yù)測(cè))以軟鎰礦(主要成分為MnC>2,還有少量CaCC)3、MgCOs等)為原料制

備硫酸銃，進(jìn)而制備某種鎰氧化物催化劑Mn“019的工藝流程如下。下列說(shuō)法正確的是

KMnO4>濾液

H2so4、------

軟鑄礦MnSO-HO———?過(guò)濾一

42---------

-^Mn12O19

酸洗液及少量氣體

已知:Mn^Oig中氧元素化合價(jià)均為-2價(jià)，鎰元素的化合價(jià)有+3價(jià)、+4價(jià)兩種。

A.“酸洗”步驟可以選擇稀硫酸來(lái)處理軟鎰礦

+2+

B.“還原”步驟反應(yīng)的離子方程式為Mi!。？+SO2+2H=Mn+SO^+H2O

C.又$2。8中含有過(guò)氧根離子，在反應(yīng)中作氧化劑

D.M%019中Mn(ni)、Mn(W)物質(zhì)的量之比為1:5

【答案】C

【詳解】軟銃礦［主要成分為MnCh,還含有少量CaCCh、MgCCh等］先用硝酸進(jìn)行酸洗，可以使CaCCh、

MgCCh變?yōu)榭扇苄缘腃a(NO3)2、Mg(NO3)2而除去CaCCh、MgCO3,MnCh不溶，仍以固體形式存在，過(guò)濾

后向所得固體中加入水進(jìn)行制漿,再向其中通入Sth氣體，在溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng):MnO2+SO2=MnSO4,

經(jīng)蒸發(fā)濃縮、當(dāng)出現(xiàn)大量晶體時(shí)，趁熱過(guò)濾可獲得MnSO’HzO晶體，加入KMnCU、H2so4、K2s2。8發(fā)生反

應(yīng)產(chǎn)生Mni2Oi9固體，過(guò)濾后濾液中含有可溶性K2so4、H2s04等物質(zhì)，過(guò)濾分離得到MimO。

A.軟鎰礦中含有CaCOs，若用稀硫酸清洗，產(chǎn)生微溶于水的CaSC^,進(jìn)入后續(xù)步驟，影響最終M%。?純

度，A錯(cuò)誤；

B.“還原”步驟反應(yīng)的離子方程式為MnC)2+SC)2=Mn2++SO；「，B錯(cuò)誤;

C.K2S2O8中S原子為+6價(jià)，8個(gè)O原子中有6個(gè)為-2價(jià)，2個(gè)為-1價(jià)，即含有1個(gè)過(guò)氧根離子，具有強(qiáng)

氧化性，反應(yīng)中作氧化劑，C正確；

D.設(shè)一個(gè)M%。］；,中Mn(III),Mn(IV)的個(gè)數(shù)分別為a,b,則①a+b=12,②3a+46=2xl9,得出a=10,

b=2,故a:b=5:l,D錯(cuò)誤；

故本題選C。

2.（23-24高三上.江西贛州?期末）碳酸錦是生產(chǎn)電訊器材軟件磁鐵氧化體的原料。工業(yè)上以軟錦礦（MnCh、

AI2O3、SQ）為原料制備碳酸鎬的流程如下圖所示。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是

NaOH溶液SO,+稀硫酸NH4HCO3溶液

丁jI_系列操作

軟鎰礦f堿浸f還原------>沉鎰一刁'》碳酸鎰（MnCOJ

I

濾液

A.“濾液”主要含有Na2SiO3和NaAl（OH）4

B.“還原”步驟中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：1

C.“沉鎬”步驟發(fā)生反應(yīng)為M++HCO]=MnCC>3J+H+

D.“一系列操作”包括過(guò)濾、洗滌、干燥等

【答案】C

【詳解】向軟錦礦（MnCh、AI2O3、Si02）中加入足量的NaOH溶液，AI2O3轉(zhuǎn)化為NaAl（0H）4,SiCh轉(zhuǎn)化為

Na2SiO3,過(guò)濾得到濾液主要成分是Na2SiO3和NaAl（OH）4,濾渣主要為MnCh,向?yàn)V渣中加入稀硫酸并通入

S02進(jìn)行還原，即MnO2+SO2=MnSO4,待固體完全溶解后加入足量的NH4HCO3溶液進(jìn)行沉鑄，反應(yīng)原理為：

2+

Mn+2HCO3=MnCO3；+H2O+CO2t,過(guò)濾洗滌干燥等一系列操作后得到純凈的MnCCh,據(jù)此分析解題。

A.由分析可知，“濾液”主要含有NazSiCh和NaAl（0H）4,A正確；

B.由分析可知，“還原”步驟中的反應(yīng)原理為：MnO2+SO2=MnSO4,反應(yīng)中氧化劑為MnCh與還原劑即SO2

的物質(zhì)的量之比為1：1,B正確；

C.由分析可知，“沉鏟步驟發(fā)生反應(yīng)為Mn2++2HCOg=MnCO31+H2O+CO2T，C錯(cuò)誤；

D.由分析可知，“一系列操作”包括過(guò)濾、洗滌、干燥等，D正確；

故答案為：Co

3.（2024?河北?模擬預(yù)測(cè)）高鎰酸鉀生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢鎰渣（主要成分為MnO?、KOH、MgO和FeQs）可

用于制備MnSC\晶體，工藝流程如圖所示。

硫酸硫鐵礦

?_______濾清X'_______

廢鎰渣過(guò)濾］^T反應(yīng)n卜！過(guò)濾2

If

濾液硫酸濾渣Y

CaCO3MnO2

產(chǎn)品十|■茗|感與過(guò)濾3反］1n

I?口日日II-------------

濾渣Z

該工藝條件下金屬離子開(kāi)始沉淀和沉淀完全的PH如下表所示。

金屬離子Fe3+Fe2+Mn2+Mg2+

開(kāi)始沉淀pH2.107.459.279.60

完全沉淀pH3.208.9510.8711.13

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.“反應(yīng)I”中的各反應(yīng)均為非氧化還原反應(yīng)

B.濾渣Y和濾渣Z的主要成分不同

C.“反應(yīng)皿”加入Mil。?，的目的是將溶液中的Fe?+氧化為Fe3+

D.“調(diào)pH”時(shí)，應(yīng)控制溶液的pH為&95?9.27

【答案】D

【詳解】在廢鎰渣中加入硫酸，其中MnCh不反應(yīng)，過(guò)濾后濾渣X的主要成分為MnCh,反應(yīng)II為MnO2

與硫鐵礦在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將硫鐵礦中的硫氧化，過(guò)濾得濾渣Y為S,濾液為含硫酸鐵、

硫酸鋅等的溶液；反應(yīng)III中加MnCh是為了將溶液中的Fe?+徹底氧化為Fe3+,加CaCCh使得Fe3+水解平衡

正向移動(dòng)，而除去Fe3+,濾渣Z主要是氫氧化鐵沉淀，最后溶液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、

干燥即可得到硫酸銃產(chǎn)品。

A.反應(yīng)I中硫酸與金屬氧化物的反應(yīng)以及酸堿中和反應(yīng)均不是氧化還原反應(yīng)；故A正確；

B.由分析可知濾渣Y和濾渣Z主要成分不同。故B正確；

C.由分析可知反應(yīng)III加MnCh是為了將溶液中的Fe?+氧化為Fe3+,故C正確;

D.由表中數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)e3+完全沉淀的pH為3.20,Md+開(kāi)始沉淀的pH為9.27,要使Fe3+完全被除去而不

影響MIP+,pH應(yīng)不低于3.20,但不高于9.27,故D錯(cuò)誤；

故選D。

4.（2024?江西南昌.模擬預(yù)測(cè)）由軟銃礦（主要成分Mi!。?，及少量CaO、MgO）制備MnO?的工藝流程如下:

軟鎰礦MnO2

己知：“沉鑄”所得MnCOs在空氣中“焙燒”時(shí)轉(zhuǎn)化為MnO?、Mn203,MnO的混合物，酸性條件下呵。3易發(fā)

生歧化反應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是

A.“浸取”時(shí)利用了NaAO3的還原性，反應(yīng)中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1：1

B.“除雜”后的溶液中主要存在的陽(yáng)離子有Na+、H+、Mg2\Mn2+>Ca2+

C.“沉鑄”時(shí)反應(yīng)的離子方程式為Mi^+CO；=MnCC>3J

D.“酸浸”時(shí)每反應(yīng)Imol叫^轉(zhuǎn)移電子數(shù)為？臬

【答案】A

【詳解】軟銃礦（主要成分MnCh,及少量CaO、MgO）制備MnCh流程：MnCh具有氧化性，Na2s。3具有還

原性，軟錦礦中加入Na2so3、H2s04發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成MnSCU,反應(yīng)為

MnCh+Na2sCh+H2s04=MnSCU+Na2sO4+H2O,CaO、MgO都和硫酸反應(yīng)生成CaSCU、MgSO4,加入NaF除

2+

去Ca2+、Mg2+,反應(yīng)的離子方程式為Ca2++2F=CaF2［、Mg+2F-=MgF2；,過(guò)濾除去不溶物，得到含MnSCU、

Na2sO4的濾液，向?yàn)V液中加入NH4HCO3沉鎰得到MnCO3沉淀，離子方程式為

2+

Mn+2HCO；=MnCO3；+CO2T+H2O,在空氣中焙燒MnCCh得到MnCh、M112O3、MnO的混合物，再加入硫

酸酸浸得到MnCh、MM+溶液，發(fā)生的反應(yīng)為M112O3+H2sO4=MnSC）4+MnO2+H2O,過(guò)濾得到M11SO4溶液和

MnCh,據(jù)此分析作答。

A.Na2s03具有還原性，軟鎰礦中加入Na2so3、H2sO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成M11SO4,反應(yīng)為

MnCh+Na2sCh+H2sO4=MnSO4+Na2so4+H2O,M11O2是氧化劑，Na2sCh是還原劑，氧化劑與還原劑物質(zhì)的量

之比為1:1,故A正確；

B.加入NaF的目的是除去Mg2+、Ca2+,所以第一次“除雜”后的溶液中主要存在的陽(yáng)離子有Na+、H\Mn2+,

故B錯(cuò)誤；

2+

C.加入NH4HCO3沉車孟得到MnCO3沉淀，離子方程式為Mn+2HCO3=MnCO3i+CO2T+H2O,故C錯(cuò)誤；

D.“酸浸”時(shí)反應(yīng)為Mn2O3+H2SO4=MnSO4+MnO2+H2O,ImolMmCh反應(yīng)轉(zhuǎn)移lmole,故D錯(cuò)誤；

故選A。

5.（23-24高三上?廣西玉林?模擬預(yù)測(cè)）某小組回收鋅鎰電池廢料（主要含MnO?、MnOOH等）制備高錦酸鉀,

簡(jiǎn)易流程如圖所示。

KC1C）3、KOH水KOH

,I,X7??

廢料…/U汝HT堿熔/辰山卜K2M11O4溶液T氧化上［系列操作『KMnO4

（含KC1）f

?2

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.“浸出”過(guò)程使用過(guò)濾操作，用到的玻璃儀器有：玻璃棒、燒杯、漏斗

B.“系列操作”中，進(jìn)行高溫干燥KMnC>4

C.“氧化”操作利用Cl2氧化K2MnO4制備KMnO4,可推知在堿性條件下Cl2氧化性大于KMnO4

D.“堿熔”的產(chǎn)物K2M11O4是氧化產(chǎn)物

【答案】B

【詳解】鋅鎰電池廢料主要含MnCh、MnOOH等，因二氧化硅與堿高溫下反應(yīng)，可選鐵垣煙堿熔，Mn元

素的化合價(jià)升高，氯酸鉀中C1元素的化合價(jià)降低，生成K2M11O4溶液，堿熔時(shí)氯酸鉀可能分解生成氧氣，

氧化時(shí)氯氣可氧化生成KMnO4,加熱結(jié)晶分離出固體KMnCU。

A.“浸出”過(guò)程使用過(guò)濾操作，用到的玻璃儀器有：玻璃棒、燒杯、漏斗，A正確；

B.高溫干燥KMnO,會(huì)受熱分解，B錯(cuò)誤；

C.“氧化”中氯氣是氧化劑，高銃酸鉀是氧化產(chǎn)物，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，C正確；

D.“堿熔”的產(chǎn)物K^MnOd是氧化產(chǎn)物，D正確；

故選Bo

6.（2024?北京門頭溝?一模）一種高硫銃礦的主要成分MnCOs，含有SiO?、FeCO3>MnS、FeS、CuS、NiS

等雜質(zhì)，其中SiO?、FeCOs含量較大。以該高硫鎰礦為原料制備硫酸鎰，流程示意圖如圖所示。

高硫?yàn)V液

操作MnSO?HO

鎰礦粉42

濾渣1濾渣2濾渣3

已知：①金屬硫化物的溶度積常數(shù)如下表。

金屬硫化物CuSNiSMnSFeS

Ksp6.3x10-36LOXION2.5x10706.3x10-8

②金屬離子的Igc(M)與溶液pH的關(guān)系如圖所示。

123456789101112

-1-

(

L2+/+

-2-Cu'

?Fe3+\Ni2出

6o

n(、-3-

E

-4-

與

-5-.........................................................

23456789101112

PH

(1)在預(yù)處理階段，將高硫鋸礦粉碎的目的是o

(2)若未經(jīng)脫硫直接酸浸，會(huì)產(chǎn)生的污染物是o

(3)酸浸時(shí)主要含錦組分發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為；加入MnOz的作用是(用離子方程式表

示)。

(4)調(diào)溶液pH到5左右，濾渣2的主要成分是0

(5)由圖像可知，從“操作”所得溶液中得到MnSO/凡。晶體需進(jìn)行的操作是、洗滌、干燥。

/、

Z

,Miso4,5H；

N1nS?H

o4

020406080100120

T/℃

(6)鎰含量測(cè)定：

i,稱取ag晶體，加水溶解，將濾液定容于100mL容量瓶中。

ii.取10.00mL溶液于錐形瓶中，加少量催化劑和過(guò)量(NHjSzQ*溶液，加熱、充分反應(yīng),產(chǎn)生MnO；和SO：,

煮沸溶液使過(guò)量的(N%%S2O8分解。

iii.加入指示劑，用1m10卜匚1(m4)尸6岱04)2溶液滴定。滴定至終點(diǎn)時(shí)消耗(NHjFe&Oj溶液的體積為

cmL,M11O4重新變成MY+。廢渣中鋅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

【答案】

(1)增大反應(yīng)物之間的接觸面積，提高反應(yīng)速率，使反應(yīng)更加充分

(2)H2s

+2+2++2+3+

(3)MnCO3+2H=Mn+CO2T+H2OMnO2+2Fe+4H=Mn+2Fe+2H2O

(4)Fe(OH)3

(5)蒸發(fā)結(jié)晶，保存溫度在40℃以上趁熱過(guò)濾

【詳解】高硫銃礦的主要成分MnCOs，含有Si。?、FeCOj、MnS、FeS、CuS、NiS等雜質(zhì)，其中SiO?、FeCO3

含量較大，堿性溶液中，在催化劑存在下通空氣氧化脫硫，硫化物中的硫元素被氧化為單質(zhì)，二氧化硅與

氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉，硫化亞鐵被氧氣氧化生成硫單質(zhì)和氫氧化鐵，過(guò)濾得到的脫硫礦粉中含S、Fe

(OH)3、碳酸鹽和金屬氧化物，加入硫酸酸浸，并加入MnCh氧化Fe2+,生成的濾液中含F(xiàn)e3+、Mn2\Cu2\

Ni2+,單質(zhì)S以濾渣1的形式除去，加入一水合氨調(diào)pH,進(jìn)而除去鐵元素，過(guò)濾得到的濾液中含Mn2+、Cu2+、

Ni2+,再加入硫化鈉可除去銅元素與饃元素，最后過(guò)濾得到的MnSCU溶液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶，保存溫度在40℃以

上趁熱過(guò)濾、洗滌、干燥后得到MnSO「H?。。

(1)在預(yù)處理階段，將高硫錦礦粉碎的目的是：增大反應(yīng)物之間的接觸面積，提高反應(yīng)速率，使反應(yīng)更加

充分；

(2)未經(jīng)脫硫直接酸浸，金屬硫化物會(huì)與酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生有毒的硫化氫；

(3)酸浸時(shí)含硫礦粉中的碳酸鎰會(huì)與硫酸發(fā)生反應(yīng)生成MnSCU、水和二氧化碳，反應(yīng)的離子方程式為：

+2+

MnCO3+2H=Mn+CO2T+H2O:加入MnCh目的是為了氧化亞鐵離子，生成便于除去的鐵離子，涉及

2++2+3+

的離子方程式為：MnO2+2Fe+4H=Mn+2Fe+2H2O:

(4)根據(jù)金屬離子的Igc(M)與溶液pH的關(guān)系圖可知，調(diào)節(jié)pH為5左右，目的是為了除去鐵元素，所以

過(guò)濾得到的濾渣2主要成分是Fe(OH)3；

(5)由圖像可知，溫度在40℃以下，溶液析出的晶體為MnSOj5H2。，因此從“操作”所得溶液中得到

MnSO「H。晶體需進(jìn)行的操作是：蒸發(fā)結(jié)晶，保存溫度在40℃以上趁熱過(guò)濾、洗滌、干燥；

2+

(6)過(guò)程中存在反應(yīng)：2Mn+5S2O^+8H2O=2MnO；+lOSOf+16H\

2++2+3+2+2+

MnO；+5Fe+8H=Mn+5Fe+4H2O,存在關(guān)系式Mn?5Fe,

n(Mn2+)=n(Fe2+)=fxbex10-3mol=2bcx10_4mol,質(zhì)量為2bcxl04molx55g/mol=0.01Ibcg,質(zhì)量分?jǐn)?shù)

0.01Ibcgllbc

為：10m￡a°o

agx---------

100m￡

7.(2024?內(nèi)蒙古錫林郭勒盟?三模)以廢舊電池［主要含MnCh、MnOOH、Zn、Zn(OH)2>Fe、KOH、、石墨

棒］為原料，制備鎰鋅鐵氧體［MnxZn/ezC%的流程如下：

稀硫酸(NH4)2CO3

II

廢舊電池f放電拆解f粉碎f酸浸一?氯化f共沉淀……A鎰鋅鐵氧體

已知：(NHjSzOg在煮沸時(shí)易分解。

⑴將電池“粉碎”前應(yīng)先放電，其目的是。

(2)“酸浸”過(guò)程中含鎰物質(zhì)被溶液中的Fes。,，還原為Mn”，其中MnO?參與反應(yīng)的離子方程式

為。

(3)“氧化”時(shí)加入將F廣+氧化，取氧化后的溶液加入Na2cO3,調(diào)節(jié)溶液pH為1~2,可制得黃鉀鐵磯

［K2Fe6(SO4)4(OH)12］^o

①?gòu)?fù)雜的含氧酸鹽可以表示為氧化物的形式，如KAl(SO4)212H2O可表示為K2o-A12O3-4SO3-24HQ,則

K2Fe6(SO4)4(OH)12以氧化物的形式可表示為0

②寫(xiě)出加入Na2cCh生成黃鉀鐵帆反應(yīng)的離子方程式：0

③檢驗(yàn)“氧化”后的溶液中是否還存在Fe2+,可使用的試劑是(填化學(xué)式)。

(4)“共沉淀”前，需測(cè)定溶液中鎬元素含量。操作步驟：

a.準(zhǔn)確量取1.00mL“氧化”后的溶液于錐形瓶中，加入少量硫酸、磷酸和硝酸銀溶液，振蕩；

b.將溶液加熱至809,加入3g(NHJ2S2O8充分反應(yīng)(Mi?+被氧化為MnOD后，再將溶液煮沸；

c.冷卻后，用O.lOOOmoLL?的(NHjFe(SOj標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，平行滴定3次，平均消耗

(NH4)2Fe(SO4)2溶液23.20mL。

①步驟b中，煮沸的目的是o

②“氧化”后的溶液中Mn”的物質(zhì)的量濃度為mol.L1。

【答案】

(1)釋放殘余的能量，避免造成安全隱患

2++2+3+

(2)MnO2+2Fe+4H=Mn+2Fe+2H2O

+3+

(3)K2O-3Fe2O3-4SO3-6H2O2K+6Fe+4SO^+6CO^+6H2O=K2Fe6(SO4)4(OH)i2i+6CO2T

K3[Fe(CN)6]

(4)將過(guò)量的(NH4)2S2O8加熱分解掉，防止其氧化后續(xù)滴定過(guò)程中的Fe2+,以免引起實(shí)驗(yàn)誤差0.464

【詳解】廢干電池主要含MnCh、MnOOH、Zn、Zn(OH)2>Fe、KOH,加入稀H2sO4到粉碎廢電池增加酸

浸速率，MnO2>MnOOH、Zn、Zn(OH)2>Fe、KOH溶于酸，MnO2>MnOOH在酸性條件下被Fe?+還原生

成Md+,加入(NH4)2CC>3共沉淀最終制取鎰鋅鐵氧體，據(jù)此分析結(jié)合各小題具體解題。

(1)電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，將電池粉碎前應(yīng)先放電，放電的目的是釋放殘余的能量，避免造

成安全隱患，故答案為：釋放殘余的能量，避免造成安全隱患；

(2)MnCh被溶液中的FeSO4還原為Mn2+,亞鐵離子被氧化為鐵離子，離子方程式為：

2++2+3+2++2+3+

MnO2+2Fe+4H=Mn+2Fe+2H2O,故答案為：MnO2+2Fe+4H=Mn+2Fe+2H2O；

(3)①根據(jù)題干示例可知，復(fù)雜的含氧酸鹽可以表示為氧化物的形式，則K2Fe6(SC>4)4(OH)i2以氧化物的

形式可表示為K203Fe204S03-6H20,故答案為：K2O-3Fe2O3-4SO3-6H2O;

①加入Na2cCh調(diào)節(jié)溶液pH為1-2,生成黃鉀鐵磯[K2Fe6(SO4)4(OH)i2]的離子方程式為

2K++6Fe3++4SO}+6CO；+6H2O=K2Fe6(SO4)4(OH)m+6CO2T，故答案為：

2K++6Fe3++4SO：+6CO；-+6H2O=K2Fe6(SO4)4(OH)g+6CO2T；

③Fe2+與K3[Fe(CN)6](名稱為鐵氟化鉀)反應(yīng)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則檢驗(yàn)Fe?+離子可以用K3[Fe(CN)6](鐵氟化鉀)

溶液，故答案為：K3[Fe(CN)6];

(4)①步驟b中，煮沸的目的是將過(guò)量的(NH4)2S2O8加熱分解掉，防止其氧化后續(xù)滴定過(guò)程中的Fe2+,以

免引起實(shí)驗(yàn)誤差，故答案為：將過(guò)量的(NH4)2S2O8加熱分解掉，防止其氧化后續(xù)滴定過(guò)程中的Fe2+,以免引

起實(shí)驗(yàn)誤差；

2+

②該滴定過(guò)程先后發(fā)生兩個(gè)氧化還原反應(yīng)：2Mn+5S20^+8H2O=2MnO4+10SO：+16H+,

2++2+3+

MnO4+5Fe+8H=Mn+5Fe+4H2O,滴定過(guò)程中消耗的

2+332+2+

n(Fe)=0.1000mol/Lx23.20mLx10-L/mL=2.320x10-mol,根據(jù)反應(yīng)原理得關(guān)系式：Mn~MnO4-5Fe,則

-4

$A(yAx1f)

n(Mn2+)=-------1-----mol=4.64x10-4mol,則c(Mn2+)==------------mol/L=0.464mol/L,故答案為：0.464mol/L。

5ICT'

8.(2022?湖北襄陽(yáng)?模擬預(yù)測(cè))鎰酸鋰(LiMnOz)是鋰電池的正極材料。以軟錦礦粉(主要成分是MnO2,含

少量尸02。3、A/2O3,SiO2,Mg。等)為原料制備錦酸鋰的流程如下：

Li,CO,、空氣

軟鎰------>LiMnO.

2MnCO3-3Mn(OH)/H2O2

礦粉900~1000℃

濾渣1濾渣2濾渣3濾液

常溫下，幾種難溶物質(zhì)的溶度積數(shù)據(jù)如下表:

物質(zhì)MgF2Mn月Mn(OH)2Fe(OH)3

Ksp7.0X10-115.6xlO-32.0x10飛2.0x10-38

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)“酸浸”時(shí)，常在高壓下充入S。？，其目的是.

⑵“濾渣1”的主要成分是.(填化學(xué)式，下同)，“酸浸”時(shí)，被氧化的物質(zhì)是

(3)“氧化”時(shí)MnO?發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為.

(4)“調(diào)pH”時(shí)發(fā)生反應(yīng)：3叫?丹0(的)+而+(四)UPe(OH)3(s)+3NW；(做)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)

K=o(已知：常溫下，NH3E2O的電離常數(shù)Kb=2x10-5)

⑸測(cè)得“沉鎂”后溶液中c(加2+)=0.8付/.廣，則殘留的c(%2+)〃皿/.小?！俺伶劇焙蟮臑V液與

堿加熱處理后可返回(填步驟名稱)步驟循環(huán)利用。

(6)“沉錦”生成堿式碳酸鎰［2MnCC(3?3Mn(OH)2?凡0］的同時(shí)放出CO2,該反應(yīng)的離子方程式

為。

【答案】

⑴增大壓強(qiáng)，提高SO?的溶解度，從而提高酸浸速率

(2)SiO2SO2

2++3+2+

(3)MnO2+2Fe+4H=2Fe+Mn+2H2O

(4)4.0X1023

(5)1x10-8調(diào)pH

2+

(6)5Mn+10HCO；=2MnCO3-3Mn(OH),H2OJ+8CO2T+H2O

【詳解】以軟錦礦粉(主要成分是MnCh,含少量Fe2O3、AI2O3、SiCh、MgO等)為原料，加入硫酸并通入二

氧化硫進(jìn)行酸浸，反應(yīng)后除去濾渣1為SiCh,得到濾液主要含有硫酸車孟、硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鎂等，

再加入二氧化鎰，將亞鐵離子氧化成鐵離子，再通入氨氣調(diào)節(jié)pH,將AP+、Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁、氫氧化

鐵沉淀為濾渣2,再加入氟化銃沉鎂，將鎂離子轉(zhuǎn)化為氟化鎂形成濾渣3,所得濾液再加入碳酸氫鏤沉銃，

得到堿式碳酸鎬［2MnCO3-3Mn(OH)2-H2O］的同時(shí)放出CO2,再加入碳酸鋰，在空氣中加熱至900-1000℃,

反應(yīng)得到鎰酸鋰(LiMnCh)。

(1)“酸浸”時(shí)，常在高壓下充入SO?，其目的是增大壓強(qiáng)，提高SO2的溶解度，從而提高酸浸速率。

(2)“濾渣1”的主要成分是SiO2(不溶于H2so4),“酸浸”時(shí)，二氧化銃、Fe3+能將Sth氧化，故被氧化的物

質(zhì)是SO2o

⑶“氧化”時(shí)MnCh將Fe2+氧化成Fe3+,同時(shí)自身被還原為錦離子，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

2++3+2+

MnO2+2Fe+4H=2Fe+Mn+2H.O。

3+

(4)“調(diào)pH”時(shí)發(fā)生反應(yīng)：3NH3-H2O(aq)+Fe(aq)^Fe(OH)3(s)+3NH：(aq),該反應(yīng)的平衡常數(shù)

K一c'(NH：).C3(NH〉C3(OH)一勺為％凡。_(2'1叫"。七巴

33+33+338

c(NH3-H2O)-c(Fe)c(NH3-H2O)-c(Fe)-c(OH")7Csp[Fe(OH)3]2.0xlO-

12+223

(5)測(cè)得“沉鎂”后溶液中c(Mn2+)=0.8mol-f,/CJXMnF2)=c(Mn)-c(F-)=0.8mol/Lxc(F)=5.6xl0-,貝(J

K(MgF)70x10-11

c2(F-)=7.0xl0-3,則殘留的。(Mg2+)=.-lxlO-8mol-L"；“沉鎰”后的濾液與堿加熱處理

c(F-)7.0x10

后會(huì)產(chǎn)生氨氣，可返回調(diào)pH步驟循環(huán)利用。

(6)“沉錦”生成堿式碳酸錦[2MnCO3-3Mn(OH)2-HO]的同時(shí)放出CO2,根據(jù)電荷守恒、元素守恒配平該

反應(yīng)的離子方程式為5Mn2++10HCO]=2MnCC>3-3Mn(OH),-H2O+8CO2T+H2O。

9.(2023?廣西柳州?模擬預(yù)測(cè))高純氯化鎰(MnCL)在電子技術(shù)和精細(xì)化工領(lǐng)域有重要應(yīng)用。一種由粗鎰粉(含

磷酸鹽、硅酸鹽、鐵、鉛等)制備高純氯化錦的工藝流程如圖所示(部分操作和條件略)。

步驟2NaOH溶液

如行蚣心分步驟1鹽酸次、加，調(diào)節(jié)PH=6步驟3H2O2酸性溶液

粗鎰粉------>磨碎-------*--------?溶液1---------E------?濾液甲------------------?

過(guò)濾

步驟4MnCCh調(diào)節(jié)pH=：步驟5H2s淄加幣步驟6"小圖林

--------------->濾液乙貳高~彳漏濾液丙------>MnCb固體

過(guò)濾伶卻、過(guò)濾

己知：生成氫氧化物沉淀的pH：

Fe(OH)2Fe(OH)3Mn(OH)2Pb(OH)2

開(kāi)始沉淀時(shí)6.31.58.16.5

完全沉淀時(shí)8.32.810.18.5

注：金屬離子的起始濃度為01mol?L/i；當(dāng)離子的濃度小于等于lOfmoH/i時(shí)沉淀完全。

回答下列問(wèn)題：

⑴將粗鎰粉磨碎的目的是o

(2)步驟1和步驟2除去了磷酸鹽和硅酸鹽。非金屬性PSi(填寫(xiě)“大于”“小于”)，從原子結(jié)構(gòu)角

度解釋非金屬性不同的原因是o

(3)所得濾液甲中的金屬離子主要含有Mn2+、Fe2+和Pb2+等，且Pb?+不被H2O2氧化。加入H2O2目的

是。(用離子方程式表示)。步驟4加入MnCCh得到沉淀的主要成分是=

2+

(4)已知PbS的Ksp=8xl(y28,MnS的Ksp=2xl(T1。?步驟5的目的是除去Pb,反應(yīng)的離子方程式

是，為了保證Pb2+除盡，控制溶液中S2-濃度范圍是。(假設(shè)溶液中Mn2+、Pb2+

的濃度是O.lmol-L1)

(5)已知；氯化錦的溶解度隨溫度的變化如圖。步驟6的操作是、、過(guò)濾、洗滌、

烘干。

2o

9o

6o

3O

020406080100

溫度FC

【答案】

(1)增大接觸面積，加快反應(yīng)速率

⑵大于P元素原子半徑較小，得電子能力強(qiáng)，非金屬性強(qiáng)

2++3+

(3)2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2OFe(OH)3

2++2329

(4)Pb+H2S=PbSl+2H8x10-mol/L<c(S)<2xl0mol/L

(5)加熱至80℃使氯化鎰溶液接近飽和冷卻至0℃左右

【詳解】粗銃粉磨碎，將粗錦粉加入鹽酸中充分反應(yīng)，可與鐵反應(yīng)生成亞鐵離子，再加入NaOH溶液調(diào)節(jié)

pH=6,過(guò)濾，可除去磷酸鹽、硅酸鹽，向所得濾液中加入H2O2酸性溶液，可氧化亞鐵離子生成鐵離子，充

分反應(yīng)后加入MnCCh調(diào)節(jié)pH=3,過(guò)濾，可除去鐵離子，生成了氫氧化鐵沉淀，向所得濾液中通入H2s氣

體，待充分反應(yīng)后加熱一段時(shí)間，可生成硫化鉛和硫化鋅沉淀，冷卻后過(guò)濾，濾液含有氯化鎰，濃縮、結(jié)

晶、分離、干燥，得到產(chǎn)品氯化鎰固體，據(jù)此分析回答問(wèn)題。

(1)將粗錦粉磨碎的目的是：增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，

故答案為：增大接觸面積，加快反應(yīng)速率；

(2)P元素原子半徑較小，得電子能力強(qiáng)，非金屬性強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)

H3PO4>H2SiO3,則得非金屬性：P>Si,

故答案為：大于；P元素原子半徑較小，得電子能力強(qiáng)，非金屬性強(qiáng)；

(3)通過(guò)分析可知，過(guò)氧化氫的作用是將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+,便于調(diào)節(jié)pH將其轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉

2++3+

淀除去，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O,通過(guò)分析可知加入M11CO3相關(guān)反應(yīng)的離子

+2+3++

方程式為：MnCO3+2H=Mn+H2O+CO2t,Fe+3H2O#Fe(OH)3+3H,作用為調(diào)節(jié)溶液的pH以便于Fe3+

沉淀；

故答案為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；Fe(OH)3；

(4)已知PbS的Ksp=3xlCf28,MnS的Ksp=2xl(yi。，步驟5的目的是除去Pb?+,反應(yīng)的離子方程式為：

ex10-28

2++2+2-282-23

Pb+H2S=PbS；+2H,為了保證Pb2+除盡，Ksp=c(Pb)xc(S')=8x10,c(S)=mol/L=8x10-mol/L,

-10

2+2-1022x10-9

Ksp=c(Mn)xc(S')=2xl0,c(S')=mol/L=2x10mol/L,控制溶液中S?-濃度范圍是：8xW

23mol/L<c(S2)<2xlO-9mol/L,

2++-232--9

故答案為：Pb+H2S=PbS；+2H；8x10mol/L<c(S)<2x10mol/L；

(5)分離氯化鎰，可將溶液蒸發(fā)至飽和，應(yīng)加熱至80℃使氯化鎰溶液接近飽和，冷卻至0℃左右，過(guò)濾、

烘干可得到晶體，

故答案為：加熱至80℃使氯化銹溶液接近飽和，冷卻至0℃左右。

10.(2023?山西太原?二模)MnCCh可用作電器元件材料，也可作為瓷釉、顏料的制作原料。工業(yè)上用酸性

含鎰廢水(主要含Mn2+、ChH+、Fe2\Cu2+)制備MnCCh：

含4u加入氨水濾渣W

鋅過(guò)里MnC>3調(diào)至pH=3.7、

廢加入氨水濾渣Q

水②調(diào)pH,

濾液A滴加NH4HCO3

飽和溶液

濾液BMnCO3

已知：幾種金屬離子沉淀的pH如表。

金屬離子Fe2+Fe3+Cu2+Mn2+

開(kāi)始沉淀的pH7.53.25.28.8

完全沉淀的pH9.73.76.410.4

回答下列問(wèn)題:

⑴①中加入過(guò)量MnO2的作用是.

(2)過(guò)程③中調(diào)pH的目的是

(3)過(guò)程④中有CO2生成，則生成MnCCh的離子方程是

(4)過(guò)程④中得到的副產(chǎn)品的化學(xué)式是。

(5)MnCO3在空氣中加熱易轉(zhuǎn)化為不同價(jià)態(tài)的鎰的氧化物，其固體殘留率隨溫度的變化如圖所示。則300℃

時(shí)，剩余固體中n(Mn)：n(0)為；圖中點(diǎn)D對(duì)應(yīng)固體的成分為(填化學(xué)式)。

斜

眼

SI

母

畫(huà)

布

蕉

(6)NF3與NH3的立體構(gòu)型相同，兩者中心原子的軌道雜化類型均為，但NF3不易與Ci?+形成配離子,

其原因_______o

(7)一種Hg-Ba-Cu-0高溫超導(dǎo)材料的晶胞(長(zhǎng)方體)如圖所示。

已知該晶胞中兩個(gè)Ba2+的間距為cpm,則距離Ba2+最近的Hg+數(shù)目為個(gè)，二者的最短距離為

pm。(列出計(jì)算式即可)。

【答案】

(1)將Fe2+全部氧化為Fe3+

(2)使CM+轉(zhuǎn)化為CU(OH)2除去

⑶Mn2++2HCOj=MnCO3；+CO2T+H2O

(4)NH4C1

(5)1：2M113O4和MnO

(6)sp3F的電負(fù)性比N大，N—F成鍵電子對(duì)向F偏移，導(dǎo)致NF3中N原子核對(duì)其孤對(duì)電子的吸引能力

增強(qiáng)，難以形成配位鍵，故NF3不易與Ci?+形成配離子

⑺4

【詳解】根據(jù)流程：酸性含I廢水(主要含Mn2+、ChH+、Fe2\Cu?+加過(guò)量MnCh,將Fe?+氧化為Fe3+,

加氨水調(diào)節(jié)pH=3.7,Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，過(guò)濾，濾渣為Fe(OH)3和過(guò)量的MnCh,濾液A含有Mn2+、

Cl-,H+、Cu2+,加氨水調(diào)節(jié)pH=6.4,則Ci?+轉(zhuǎn)化為Cu(0H)2沉淀,過(guò)濾,濾渣Q為Cu(OH)2沉淀，濾液B

2+

含有Mn2+、C1-,加碳酸氫核反應(yīng)：Mn+2HCOj=MnCO3；+CO2T+H2O,據(jù)此分析作答。

3+2++2+3+

(1)MnCh在酸性條件下可將Fe2+氧化為Fe,反應(yīng)的離子方程式為：MnO2+2Fe+4H=Mn+2Fe+2H2O；

(2)調(diào)pH=6.4,除去溶液中的銅離子，使Cu2+完全沉淀為CU(OH)2；

(3)過(guò)程④中，反應(yīng)會(huì)有C02生成，故反應(yīng)為Mn2++2HCO!=MnCO31+CO2T+H2。；

(4)過(guò)程④中得到純凈MnCCh的操作方法是過(guò)濾、洗滌、干燥。根據(jù)元素守恒，流程中，氯離子未除去,

加入鍍根離子，則副產(chǎn)品為NH4C1；

(5)MnCCh的物質(zhì)的量為1mol即質(zhì)量為115g,A點(diǎn)剩余固體質(zhì)量為115gx75.65%=87g,減少的質(zhì)量為

115g-87g=28g,可知MnCCh失去的組成為CO,故剩余固體的成分為MnCh,n(Mn)：n(O)為1：2；C點(diǎn)

剩余固體質(zhì)量為115gx61.74%=71g,據(jù)錦元素守恒知m(Mn)=55g,則m(O)i=71g-55g=16g,則n(Mn)：

n(O)=|f：^=l：1,故剩余固體的成分為MnO,同理，B點(diǎn)剩余固體質(zhì)量為115gx66.38%=76.337g,因

5516

5521.337

m(Mn)=55g,則m(O)2=76.337g-55g=21.337g,則n(Mn)：n(O)=--：———=3：4,故剩余固體的成分為

5516

Mn3O4,因D點(diǎn)介于B、C之間，故D點(diǎn)對(duì)應(yīng)固體的成分為MmCU與MnO的混合物；故答案為：1：2；

M113O4和MnO；

(6)NF3與NH3的空間構(gòu)型相同，這兩種分子中中心原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)都是4,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理

論判斷中心原子的軌道雜化類型為sp3；F的電負(fù)性比N大，N-F成鍵電子對(duì)向F偏移，導(dǎo)致NF3中N原

子核對(duì)其孤對(duì)電子的吸引能力增強(qiáng)，難以形成配位鍵，故NF3不易與CM+形成配離子；

b-c

(7)該晶胞中兩個(gè)Ba2+的間距為cpm,下邊Ba原子距離底面中心的距離=*pm,距離Ba?+最近的Hg+

數(shù)目為4個(gè)，二者的最短距離為

11.(2024?湖北?模擬預(yù)測(cè))錦是生產(chǎn)各種合金的重要元素。工業(yè)上以含銃礦石(主要成分為MnCO「還含有

鐵、鉆、銀、銅等的碳酸鹽雜質(zhì))為原料生產(chǎn)金屬鎰的工藝流程如下:

氨水調(diào)氨水調(diào)

足量硫酸過(guò)