精練03化學(xué)工藝流程?？荚兀烘?/p>

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

備硫酸錦，進(jìn)而制備某種錦氧化物催化劑M為Q19的工藝流程如下。下列說法正確的是

酸H2OSO2

KMnO"廣濾液

H2so4、

軟鎰礦一＞酸洗—制漿一還原f*過濾一

MnSO4-H2O

K2S2O8

1-?Mn12O19

酸洗液及少量氣體

已知：Mn“Oig中氧元素化合價均為一2價，錦元素的化合價有+3價、+4價兩種。

A.“酸洗”步驟可以選擇稀硫酸來處理軟鎰礦

B.“還原”步驟反應(yīng)的離子方程式為MnO?+SO?+2H+=Mi?++SOj+凡0

C.K2szOg中含有過氧根離子，在反應(yīng)中作氧化劑

D.MniQig中Mn（III）、Mn（IV）物質(zhì)的量之比為1:5

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、SiCh）為原料制備碳酸錦的流程如下圖所示。下列說法中錯誤的是

NaOH溶液SO,+稀硫酸NHJCOa溶液

j2|413

軟鎰礦------~"操作A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

2++

C.“沉鎰”步驟發(fā)生反應(yīng)為Mn+HCO；=MnC03J+H

D.“一系列操作”包括過濾、洗滌、干燥等

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

用于制備MnSO,晶體，工藝流程如圖所示。

硫酸硫鐵礦

?_______濾清X'_______

廢鎰渣過濾］^T反應(yīng)nb!過濾2

If

濾液硫酸濾渣Y

CaCO3MnO2

產(chǎn)品—I.制感與過濾3反、1n

I?口日日II-------------

濾渣Z

該工藝條件下金屬離子開始沉淀和沉淀完全的PH如下表所示。

金屬離子Fe3+Fe2+Mi?+Mg2+

開始沉淀pH2.107.459.279.60

完全沉淀pH3.208.9510.8711.13

下列說法錯誤的是

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)III”加入MnO?,的目的是將溶液中的Fe?+氧化為Fe3+

D.“調(diào)pH”時，應(yīng)控制溶液的pH為8.95?9.27

4.（2024.江西南昌.模擬預(yù)測）由軟鑄礦（主要成分MnO?,及少量CaO、MgO）制備MnO2的工藝流程如下:

Na2s。3溶液NaF溶液NH4HCO3溶液24

酸

除雜

焙燒

浸

沉鎰

稀H2sO4濾渣濾液MnSC）4溶液

已知：“沉錦”所得M11CO3在空氣中“焙燒”時轉(zhuǎn)化為MnO”Mn203,MnO的混合物，酸性條件下MnR易發(fā)

生歧化反應(yīng)。下列說法正確的是

A.“浸取”時利用了NazSO、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離子有Na+、H+、Mg2+、Mi?+、Ca2

C.“沉鑄”時反應(yīng)的離子方程式為Ml?++CO：=MnCO3

D.“酸浸”時每反應(yīng)Imol轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2%

5.（23-24高三上?廣西玉林?模擬預(yù)測）某小組回收鋅鋪電池廢料（主要含Mi!。?、MnOOH等）制備高鐳酸鉀,

簡易流程如圖所示。

KGOj.KOH水KOH

Tr

、:受H一畫一畫卜諭仁化卜修列操作卜KMn（）4

（含KCD*

C1,

下列說法錯誤的是

A.“浸出”過程使用過濾操作，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KMnO,，可推知在堿性條件下Cl?氧化性大于KMnO4

D.“堿熔”的產(chǎn)物K2M11O4是氧化產(chǎn)物

6.（2024?北京門頭溝?一模）一種高硫鎬礦的主要成分MnCC>3,含有Si。?、FeCO3,MnS、FeS、CuS、NiS

等雜質(zhì)，其中Si。?、Fee。?含量較大。以該高硫錦礦為原料制備硫酸鍋，流程示意圖如圖所示。

高硫

MnSO-HO

錦礦粉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

%6.3x10-361.0x10-242.5x10r°6.3x10-8

②金屬離子的Igc（M）與溶液pH的關(guān)系如圖所示。

(1)在預(yù)處理階段，將高硫錦礦粉碎的目的是。

(2)若未經(jīng)脫硫直接酸浸，會產(chǎn)生的污染物是o

(3)酸浸時主要含錦組分發(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。

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

(6)鎰含量測定：

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，加少量催化劑和過量(NHjSQg溶液,加熱、充分反應(yīng),產(chǎn)生MnO：和SOi,

煮沸溶液使過量的分解。

(NH4)2S2O8

造.加入指示劑，用bmol-UYNHjFe(SOj溶液滴定。滴定至終點時消耗(NHjFe(SOj溶液的體積為

cmL,MnO；重新變成Mn"。廢渣中錦元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

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［Mn*Zn-Feq4］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f氯化f共沉淀……A鎰鋅鐵氧體

已知：(NHjSzOg在煮沸時易分解。

(1)將電池“粉碎”前應(yīng)先放電，其目的是o

(2)“酸浸”過程中含錦物質(zhì)被溶液中的FeSO「還原為Mi?+,其中MnO?參與反應(yīng)的離子方程式

為=

(3)“氧化”時加入Hz。?將Fe?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]MV/Eo

①復(fù)雜的含氧酸鹽可以表示為氧化物的形式，如KA1(SOJ?12H2。可表示為K2O.ALO3?4SO3?24H2O,則

K2Fe6(SO4)4(OH)12以氧化物的形式可表示為=

②寫出加入Na2cCh生成黃鉀鐵帆反應(yīng)的離子方程式：0

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

(4)“共沉淀”前，需測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8(TC,加入3g(NHJS2O8充分反應(yīng)(Mi?+被氧化為MnO；)后，再將溶液煮沸；

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

(NHJFe(SO4)2溶液23.20mL。

①步驟b中，煮沸的目的是0

②“氧化”后的溶液中MF的物質(zhì)的量濃度為mol-E10

8.(2022.湖北襄陽?模擬預(yù)測)錦酸鋰(LiMnO?)是鋰電池的正極材料。以軟銃礦粉(主要成分是MnO2,含

少量小?2。3、42。3、SiO2,四。等)為原料制備鎰酸鋰的流程如下：

常溫下，幾種難溶物質(zhì)的溶度積數(shù)據(jù)如下表:

物質(zhì)MgF2MnEMn(OH)2Fe(OH)3

Ksp7.0xl(r”5.6x10-32.0XIO》2.0x10-38

請回答下列問題：

(1)“酸浸”時，常在高壓下充入$。2,其目的是。

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

(3)“氧化”時MnO2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為o

(4)“調(diào)pH”時發(fā)生反應(yīng)：3NH3-HQg)*F*(aq),Fe(OHXs)+3NH；8),該反應(yīng)的平衡常數(shù)

K=。(已知：常溫下，NJHQ的電離常數(shù)K.=2x10-5)

(5)測得“沉鎂”后溶液中c(腸產(chǎn))=0.8〃版?廣，則殘留的c(Mg2+)moZ-U1?！俺铃\”后的濾液與

堿加熱處理后可返回(填步驟名稱)步驟循環(huán)利用。

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

為。

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

步驟1鹽酸也』調(diào)節(jié)pH=6儂狀.步驟3H2O2酸性溶液

粗鑄粉------>磨碎-------,/溶液1--------%---------->濾液甲----------------->溶液2

步驟4MnCCh調(diào)節(jié)pH=?步驟5H2s渝加幣步驟6小用林

------------->濾液乙區(qū)石一彳漏濾液丙------MnCb固體

過濾冷卻、過濾

已知：生成氫氧化物沉淀的pH：

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

開始沉淀時6.31.58.16.5

完全沉淀時8.32.810.18.5

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

回答下列問題:

(1)將粗錦粉磨碎的目的是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“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

2

(3)所得濾液甲中的金屬離子主要含有Mn\Fe2+和Pb?+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0

282+

(4)已知PbS的Ksp=8xW,MnS的Kp=2xl(T"?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)己知；氯化鎰的溶解度隨溫度的變化如圖。步驟6的操作是、、過濾、洗滌、

烘干。

2o

8

/9o

超

犍6o

姬3O

020406080100

溫度/℃

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

含銃廢水(主要含Mn2+、Cl\H+、Fe2\Cu?+)制備MnCCh：

含?口加入氨水濾渣W

銃過里MnOa調(diào)至pH=3.7、

廢加入氨水濾渣Q

水①②調(diào)pHr

濾液A③*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+

開始沉淀的pH7.53.25.28.8

完全沉淀的pH9.73.76.410.4

回答下列問題：

⑴①中加入過量MnO2的作用是

(2)過程③中調(diào)pH的目的是o

(3)過程④中有C02生成，則生成MnCO3的離子方程是o

(4)過程④中得到的副產(chǎn)品的化學(xué)式是o

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

時，剩余固體中n(Mn)：n(O)為；圖中點D對應(yīng)固體的成分為(填化學(xué)式)。

加*

螞

眼

€

SI及

母

畫

畫

裝

條

甌

麻

(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Cu2+形成配離子,

其原因.

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

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

pm。(列出計算式即可)。

11.(2024?湖北?模擬預(yù)測)錦是生產(chǎn)各種合金的重要元素。工業(yè)上以含鎰礦石(主要成分為MnCC>3,還含有

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

…fMn

25℃時,

表一

物質(zhì)

CO(OH)2Ni(OH)2MnSCoSNiS

3.0x10-6115.0x1。一”22

KSp5.0x10-6l.OxlOl.OxlO-

表二

金屬離子Fe2+Fe3+Cu2+Mn2+

開始沉淀的pH7.53.25.28.8

完全沉淀的pH9.73.76.410.4

回答下列問題:

(1)用硫酸浸取含鎬礦石時，提高浸取速率的方法有(寫兩種)。

(2)“氧化”步驟發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

(3)濾渣1的主要成分是,實驗室中為了加快固液混合物的分離，常采用的操作是

(4)有同學(xué)提出，加入(NH5S除鉆、除銀的步驟可以放在“除雜1”之前，你是否贊同？請說明理由：

⑸由CuCl「2HQ晶體制備CuCh的方法是

cCo-,°、

(6)25℃時，分離出濾渣3所得的濾液中)-=_______，欲使沉鉆后的溶液中c(Co2+)^l.OxlO^mol-L-1,

cINi-I

需要控制溶液的pH至少為o(已知坨3。0.48)

(7)電解廢液中還含有少量Mn2+,向其中加入飽和NHRCO3溶液，有沉淀和氣體生成，該反應(yīng)的離子方程

式為o

12.（2024?山東日照?二模）用軟鎰礦（MnO?,含ALO3、SiO2雜質(zhì)）和方鉛礦（PbS含少量FeS）為原料制備電

極材料LiMn?。,的工藝流程如下：

方鉛礦稀適量鐵試劑氨水：。]

?[HSO；Ta]NaJHCOL[i?OJ,

軟鎰礦-A|還清卜》|^翦T沉鎰-H焙燒~?LiMn.O.

濾渣1濾渣2CO,

1111

已知：Ka】(H2co3)=4.3x101Ka,(H2CO3)=5.6xl0,/Tsp(MnCO3)=2.24x10

有關(guān)離子沉淀時的pH：

)))

Mn(OH2Fe(OH2Fe(OH3AI(OH)3

開始沉淀時8.37.62.73.0

沉淀完全時9.89.63.74.7

回答下列問題:

⑴“濾渣1”除了S、SiO?外，還有（填化學(xué)式）。

（2）“試劑a"可以選用（填標(biāo)號），“除雜”應(yīng)調(diào)pH范圍是

A.NaClOB.Na2sO3C.Na2O2D.NaOH

（3）“沉銃”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為0

c”）

（4）“沉鎰”后上層清液中———不==

2+

c（HCO3）-c（Mn）

（5）“焙燒”時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為o

（6）碳酸鎰在空氣中加熱，固體殘留率隨溫度變化如圖。碳酸鎬在300℃時已完全脫碳，則B點對應(yīng)的物質(zhì)

的化學(xué)式為o

固體殘留率（％）

13.（2022?山西太原.二模）堿式碳酸鎰［Mn2（OH）2co31是一種不溶于水的固體，是制造其他含鎬化合物的

原料。工業(yè)上以方鎰礦（主要成分為MnO,還含有少量的Fe3O4>AI2O3、CaO、SiCh）為原料制備堿式碳酸

鎰。

25℃時，相關(guān)物質(zhì)的Rp如下表:

物質(zhì)

Mn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3A1(OH)3Ca(OH)2

2x10-135x10-173X10-396x10-6

KSplx10-32

回答下列問題：

（1）“酸浸”時，濾渣I的成分是（填化學(xué)式）。

（2）“氧化”時，該反應(yīng)的離子方程式為o

⑶“除雜”時，使用氨水的目的是將Fe3+和AF+轉(zhuǎn)化為沉淀而除去，則應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pHN；若AP+

沉淀完全時，則溶液中Fe3+的物質(zhì)的量濃度為moLLN通常認(rèn)為溶液中的離子濃度

^IxlO-Smol-L1沉淀完全）

2++

⑷“離子交換”和“洗脫”時，發(fā)生反應(yīng)：Mn+2HR離;去、MnR2+2H（HR是氫型交換樹脂）。洗脫為了

提高“洗脫”效率，淋洗液應(yīng)為（填“硫酸”、“氫氧化鈉溶液”或“蒸儲水”）。

（5）“沉錦”時，反應(yīng)的離子方程式為,過濾、洗滌、干燥，得到MnMOH）2co3,檢驗沉淀是否洗

滌干凈的操作是o

（6）為測定產(chǎn)品中錦的含量，Wag樣品于燒杯中，加水溶解，加入足量的稀硫酸溶解，滴加過量的0.1000

molLi(NH4)2S2O8溶液將鎰元素轉(zhuǎn)化為MnO4,充分反應(yīng)后加熱一段時間，冷卻將燒杯中的溶液全部轉(zhuǎn)移

至250mL容量瓶中。取25.00mL于錐形瓶中，用O.lOOOmoLL-iFeSCU標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，達(dá)滴定終點時，消

耗FeSCU溶液的體積為VmL。

①滴定終點的現(xiàn)象是o

②該產(chǎn)品中鑄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0(用含a、V的式子表示)。

14.(2022?四川瀘州?三模)硫酸鎰鏤[(NH4)2Mn(SO4)2]可用于木材防火涂料，易溶于水。用軟鎰礦(主要含

MnO2,還含有Fe、Cu、Mg、Si元素的氧化物或鹽)制備硫酸鎰鏤的工藝流程如下：

己知：①M(fèi)gSCU和MnSCU的溶解度表如下:

溫度/℃010203040608090100

MgSO42228.233.738.944.554.655.852.950.4

溶解度/g

MnSO452.959.762.962.96053.645.640.935.3

②常溫下，0.1mol/L金屬離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下:

金屬離子Mn2+Fe2+Fe3+Mg2+

開始沉淀pH8.06.31.58.1

沉淀完全pH10.08.32.89.4

回答下列問題：

⑴分離出濾渣x、y主要目的是除掉軟錦礦中的元素；常溫下Ksp[Mn(OH)2]=

(2)“還原酸浸”主要反應(yīng)的離子方程式為0

(3)“除銅”反應(yīng)的離子方程式為0

(4)“系列操作”包括：蒸發(fā)結(jié)晶、、洗滌；反應(yīng)后“冰水浴”的目的是0

(5)通過實驗測定產(chǎn)品硫酸鎰錢中銃元素的含量：準(zhǔn)確稱取所得產(chǎn)品wg溶于水配成溶液，滴加氨水調(diào)pH至

7~8,加入過量的cimol/LKMnCU溶液VimL充分反應(yīng)，過濾掉MnO2,將濾液與洗滌液合并配制成100mL

溶液，取20mL用C2molLFeSO4酸性標(biāo)準(zhǔn)液滴定，重復(fù)實驗3次，平均消耗標(biāo)準(zhǔn)液V2mL。滴定終點的判

斷依據(jù)是,產(chǎn)品硫酸鎰鏤中鎰元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(用相應(yīng)字母表示)。

15.(2023?四川成都?一模)以軟鎰礦(主要成分為Mn。？，含少量Si、Al等的氧化物)為原料，某研究所設(shè)計

由軟錦礦制備KMnO’的生產(chǎn)流程如下：

濾渣II

KOH'空氣濾渣I冰醋酸紫色溶液

KMnO4T結(jié)晶I

已知：KzMnO,固體和溶液的顏色均為墨綠色。

回答下列問題：

(1)“熔融、煨燒”時，MnO?參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)向“浸取”液中通入CO?調(diào)節(jié)其pH,經(jīng)“過濾”得濾渣I,濾渣I