用方鉛礦(主要成分為PbS,含有雜質(zhì)FeS等)和軟錳礦(主要成分為MnO
2,還有少量Fe
2O
3、Al
2O
3 等雜質(zhì))制備PbSO
4和Mn
3O
4的工藝流程如圖:
已知:①浸取中主要反應(yīng):PbS+MnO
2+4HCl═MnCl
2+PbCl
2+S+2H
2O;
②PbCl
2難溶于冷水,易溶于熱水;PbCl
2(s)+2Cl
-(aq)═PbCl
42-(aq) ΔH>0;
③Mn
3O
4是黑色不溶于水的固體,制備原理為:6MnCl
2+O
2+12NH
3?H
2O═2Mn
3O
4↓+12NH
4Cl+6H
2O。
(1)根據(jù)以下圖象分析,“浸取”過程反應(yīng)的最佳條件是
80℃、3mol?L-1
80℃、3mol?L-1
。
(2)請從化學(xué)平衡移動的角度分析,加入飽和NaCl溶液的目的是
增大PbCl2的溶解度
增大PbCl2的溶解度
。
(3)“浸取”過程中MnO
2將Fe
2+氧化的離子方程式為
2Fe2++MnO2+4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
2Fe2++MnO2+4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
。
(4)加入物質(zhì)A可用于調(diào)節(jié)酸浸液的pH,使某些金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀,A可以是
AD
AD
。
a.MnCO
3b.NaOH
c.ZnO
d.PbO
(5)“轉(zhuǎn)化”過程的化學(xué)反應(yīng)方程式為:
PbCl2+Na2SO4=PbSO4+2NaCl
PbCl2+Na2SO4=PbSO4+2NaCl
。
(6)已知反應(yīng)溫度和溶液pH對Mn
3O
4的純度和產(chǎn)率影響分別如圖1、圖2所示,據(jù)此請補充完整由濾液X制備Mn
3O
4的實驗方案:將濾液X
水浴加熱并保持50℃
水浴加熱并保持50℃
,用氨水
調(diào)節(jié)溶液pH并維持在8.5左右
調(diào)節(jié)溶液pH并維持在8.5左右
,在不斷攪拌下
邊通空氣邊加氨水,直至有大量黑色沉淀生成時,靜置,在上層清液中繼續(xù)滴加氨水不再有沉淀生成
邊通空氣邊加氨水,直至有大量黑色沉淀生成時,靜置,在上層清液中繼續(xù)滴加氨水不再有沉淀生成
,靜置后過濾,
洗滌沉淀2~3次直至洗滌液檢驗不出Cl-
洗滌沉淀2~3次直至洗滌液檢驗不出Cl-
,真空干燥4小時得產(chǎn)品Mn
3O
4。(實驗中須使用的試劑:氨水、空氣、蒸餾水)