電解錳渣的主要成分是MnS。一種由電解錳渣制取高純MnSO4的流程如圖。
（1）MnS與H2SO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的離子方程式為 MnS+2H+=Mn2++H2S↑MnS+2H+=Mn2++H2S↑。
（2）浸出過程中，加入MnO2可減少有毒氣體的生成，同時產(chǎn)生更多MnSO4。利用的MnO2的化學(xué)性質(zhì)是 氧化性氧化性。
（3）結(jié)合離子方程式解釋從浸出液中除去Fe3+的操作的原理：Fe3+在水溶液中存在水解反應(yīng)：Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，增大溶液的pH和加熱均促使水解趨于完全，有利于除去浸出液中的Fe3+Fe3+在水溶液中存在水解反應(yīng)：Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，增大溶液的pH和加熱均促使水解趨于完全，有利于除去浸出液中的Fe3+。
（4）過程Ⅰ除去Ca2+并富集Mn2+的流程如圖。
已知：
a.萃取劑E是溶解了P204（記為HA）的磺化煤油（一種有機溶劑）；
b.HA為一元弱酸，難溶于水，結(jié)構(gòu)為
；
c.萃取時發(fā)生反應(yīng)M2++2HA?MA2+2H+（M2+表示Ca2+或Mn2+）。
①從結(jié)構(gòu)角度分析MA2可溶于磺化煤油的原因：MA2中4個-R的極性小且體積大，將金屬離子包裹于其中，有利于Ca2+或Mn2+溶于磺化煤油MA2中4個-R的極性小且體積大，將金屬離子包裹于其中，有利于Ca2+或Mn2+溶于磺化煤油。
②反應(yīng)M2++2A-?MA2的平衡常數(shù)用β表示。已知β（CaA2）＞β（MnA2）。判斷調(diào)pH時a ＜＜b（填“＜”或“＞”），結(jié)合平衡常數(shù)解釋原因：由平衡常數(shù)β（CaA2）＞β（MnA2）可知，相同c（M2+）時，結(jié)合Ca2+所需c（A-）更小，由HA的電離平衡可知，增大c（H+），能減小c（A-），有利于Ca2+和Mn2+的分離由平衡常數(shù)β（CaA2）＞β（MnA2）可知，相同c（M2+）時，結(jié)合Ca2+所需c（A-）更小，由HA的電離平衡可知，增大c（H+），能減小c（A-），有利于Ca2+和Mn2+的分離。
③試劑Y是 稀硫酸稀硫酸。
（5）不同溫度下MnSO4的溶解度如表。
| 溫度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 60 | 80 | 90 | 100 |
| 溶解度/g | 52.9 | 59.7 | 62.9 | 62.9 | 60.0 | 53.6 | 45.6 | 40.9 | 35.3 |
將硫酸錳溶液加熱至100℃，濃縮結(jié)晶，趁熱過濾
將硫酸錳溶液加熱至100℃，濃縮結(jié)晶，趁熱過濾
，洗滌，干燥。【答案】MnS+2H+=Mn2++H2S↑；氧化性；Fe3+在水溶液中存在水解反應(yīng)：Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，增大溶液的pH和加熱均促使水解趨于完全，有利于除去浸出液中的Fe3+；MA2中4個-R的極性小且體積大，將金屬離子包裹于其中，有利于Ca2+或Mn2+溶于磺化煤油；＜；由平衡常數(shù)β（CaA2）＞β（MnA2）可知，相同c（M2+）時，結(jié)合Ca2+所需c（A-）更小，由HA的電離平衡可知，增大c（H+），能減小c（A-），有利于Ca2+和Mn2+的分離；稀硫酸；將硫酸錳溶液加熱至100℃，濃縮結(jié)晶，趁熱過濾
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：59引用：1難度：0.4
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1．為了保護(hù)環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（Fe主要以Fe2O3存在）轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4（反應(yīng)條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考慮其它反應(yīng)，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原，應(yīng)選擇（填字母編號）。
A．KMnO4溶液 B．KCl溶液 C．KSCN 溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH到5.2，此時Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡，通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3，F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。
已知25℃，101kPa時：
4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=-1648kJ/mol
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393kJ/mol
2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1480kJ/mol
FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是。
（5）FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料，該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正極反應(yīng)式是
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%，將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其它雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計，按上述流程，第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3kg。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：495引用：3難度：0.3 -
2．為了保護(hù)環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（鐵主要以Fe2O3存在）轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4（反應(yīng)條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4，不考慮其他反應(yīng)，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原，應(yīng)選擇（填字母編號）。
A．KMnO4溶液B．K3[Fe（CN）6]溶液C．KSCN溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5．2，此時Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3，F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料，已知25℃，101kPa時：
4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=-1 648kJ?mol-1
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393kJ?mol-1
2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1 480kJ?mol-1FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是。
（5）FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正極反應(yīng)式是。
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%．將akg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程，第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3kg.（不需計算，寫出表達(dá)式即可）發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：28引用：2難度：0.5 -
3．四氧化三錳用于電子工業(yè)生產(chǎn)軟磁鐵氧體，用作電子計算機中存儲信息的磁芯。以工業(yè)硫酸錳為原料（含有少量CaO、MgO、Ca（OH）2等物質(zhì)）制備Mn3O4的工藝流程如圖：
已知：①氧化時鼓入空氣使溶液的電位迅速上升；
②四氧化三錳中錳的化合價與四氧化三鐵中鐵的化合價類似。
回答下列問題：
（1）為提高“溶解”效率，可采取的措施有。
（2）濾渣的主要成分是。
（3）氧化時，生成Mn3O4的離子方程式為產(chǎn)生氨氣以回收利用。
（4）向母液可加入。
A.CaO
B.稀氫氧化鈉溶液
C.氫氧化鈣固體
D.（NH4）2CO3
（5）通過對上述“氧化”工藝進(jìn)行數(shù)據(jù)收集及資料分析可知溶液電位與pH等關(guān)系如圖所示
氧化時N2H4?H2O的作用是。
（6）四氧化三錳的其他制法：
①熱還原法：
在甲烷氣體存在下，將Mn2O3還原成Mn3O4的化學(xué)方程式為。
②電解法：
利用電解原理，制備四氧化三錳裝置如圖所示。（電極材料均為惰性電極，＜代表電子流向）
電源正極為（填“a”或“b”），陽極的電極反應(yīng)式為。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：14引用：1難度：0.6
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