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 |
（1）“配礦”過程中，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時將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀除去
．（3）“調(diào)pH”時調(diào)節(jié)溶液pH范圍為4.7～6.0，此時“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，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時將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀除去；Fe（OH）3、Al（OH）3；50
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/9/22 3:0:20組卷：9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(jī)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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