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高品質(zhì)MnO2可用于生產(chǎn)鋰離子電池正極材料錳酸鋰.以軟錳礦與黃鐵礦為主要原料采用“兩礦一步浸出法”制備高品質(zhì)MnO2的某工藝流程如圖所示:

已知:①軟錳礦與黃鐵礦的主要成分為MnO2、FeS2,還含少量FeO、Fe2O3、MgO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì);
②該工藝條件下,相關(guān)金屬離子完全形成氫氧化物沉淀的pH如下:
金屬離子 Fe2+ Fe3+ Mn2+ Mg2+ Al3+
開(kāi)始沉淀pH 6.9 1.9 6.6 9.1 3.4
沉淀完全(c=1.0×10-5mol?L-1)的pH 8.3 3.2 10.1 10.9 4.7
回答下列問(wèn)題:
(1)“配礦”過(guò)程中,將軟錳礦與黃鐵礦粉碎混勻的目的是
增加接觸面積,提高反應(yīng)速率;提高原料利用率
增加接觸面積,提高反應(yīng)速率;提高原料利用率

(2)“酸浸”操作中需先后分批加入H2SO4、H2O2.加入H2SO4后發(fā)生酸浸過(guò)程的主要反應(yīng)離子方程式為2FeS2+3MnO2+12H+═2Fe3++3Mn2++4S↓+6H2O,2Fe2++MnO2+4H+═2Fe3++Mn2++2H2O.
①已知濾渣1的主要成分為S、SiO2等,其附著在礦粉顆粒表面使上述反應(yīng)受阻,此時(shí)加入H2O2,利用其迅速分解產(chǎn)生的大量氣泡可破除該不利影響.分析導(dǎo)致H2O2迅速分解的因素是
Fe3+或MnO2可做H2O2分解的催化劑
Fe3+或MnO2可做H2O2分解的催化劑

②礦粉顆粒表面附著物被破除后,H2O2可繼續(xù)與MnO2在酸性條件下反應(yīng),產(chǎn)生更多Mn2+,并伴有氣體生成,該反應(yīng)的離子方程式是
MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O
MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O

③H2O2除上述作用外,還可以將溶液中未與MnO2反應(yīng)的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,其目的是:
便于加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去
便于加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去

(3)“調(diào)pH”時(shí)調(diào)節(jié)溶液pH范圍為4.7~6.0,此時(shí)“濾渣2”的主要成分為
Fe(OH)3、Al(OH)3
Fe(OH)3、Al(OH)3
(填化學(xué)式).
(4)“用NH4F除雜”時(shí),溶液體系中的Ca2+和Mg2+形成氟化物沉淀.若沉淀后上層清液中c(F-)=c(F2)=0.05mol/L,則
c
C
a
2
+
c
M
g
2
+
=
50
50
[已知Ksp(MgF2)=5.0×10-11,Ksp(CaF2)=2.5×10-9].

【答案】增加接觸面積,提高反應(yīng)速率;提高原料利用率;Fe3+或MnO2可做H2O2分解的催化劑;MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O;便于加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去;Fe(OH)3、Al(OH)3;50
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/9/22 3:0:20組卷:10引用:1難度:0.4
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    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     
    。
    (2)“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
     

    (4)煅燒A的反應(yīng)方程式是
     
    。
    (5)ag燒渣經(jīng)過(guò)上述工藝可得紅氧化鐵bg。藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于
     
    (用含a、b的表達(dá)式表示)。

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.5
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    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:27引用:2難度:0.9
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    (1)焙燒時(shí)產(chǎn)生的主要有害氣體是
     

    (2)若在空氣中“酸浸”時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開(kāi)始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1
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