分析 由流程可知軟錳礦(主要成分MnO2)和黃鐵礦加入硫酸酸浸過濾得到浸出液調(diào)節(jié)溶液pH,F(xiàn)eS2和稀硫酸反應(yīng)生成Fe2+,然后過濾得到濾渣是MnO2,向?yàn)V液中加入軟錳礦發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為:2Fe2++15MnO2+28H+=2Fe3++14H2O+15Mn2++4SO42,過濾,濾液中主要含有Cu2+、Ca2+等雜質(zhì),加入硫化銨和氟化銨,除去Cu2+、Ca2+過濾,在濾液中加入碳酸氫銨和氨水沉錳,生成MnCO3沉淀,過濾得到的濾渣中主要含有MnCO3,通過洗滌、烘干得到MnCO3晶體,
(1)根據(jù)Ksp(CaF2)和c(F-),寫出溶度積常數(shù)表達(dá)式求算鈣離子濃度;
(2)根據(jù)沉錳的圖象可知,pH越大得到的MnCO3的產(chǎn)率越高,且需要的時(shí)間越短,且在pH=7時(shí),有更好的效果;
(3)從沉錳工序中得到純凈MnCO3,只需將沉淀析出的MnCO3過濾、洗滌、干燥即可得到碳酸錳;
(4)n(C2O42-)=2.68g÷134g/mol=0.02mol;
滴定250mL稀釋后溶液,消耗n(MnO4-)=0.0200mol/L×0.0200L×10=0.00400mol;
根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等得n(MnO2)×2+0.00400mol×5=0.0200mol×2,
n(MnO2)=0.0100mol,再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計(jì)算其質(zhì)量分?jǐn)?shù).
解答 解:由流程可知軟錳礦(主要成分MnO2)和黃鐵礦加入硫酸酸浸過濾得到浸出液調(diào)節(jié)溶液pH,F(xiàn)eS2和稀硫酸反應(yīng)生成Fe2+,然后過濾得到濾渣是MnO2,向?yàn)V液中加入軟錳礦發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為:2Fe2++15MnO2+28H+=2Fe3++14H2O+15Mn2++4SO42,過濾,濾液中主要含有Cu2+、Ca2+等雜質(zhì),加入硫化銨和氟化銨,除去Cu2+、Ca2+過濾,在濾液中加入碳酸氫銨和氨水沉錳,生成MnCO3沉淀,過濾得到的濾渣中主要含有MnCO3,通過洗滌、烘干得到MnCO3晶體,
(1)已知Ksp(CaF2))=1.46×10-10,c(F-)=0.01 mol•L-1 ,則c(Ca2+)=$\frac{{K}_{sp}}{{c}^{2}({F}^{-})}$=$\frac{1.46×1{0}^{-10}}{0.0{1}^{2}}$mol/L=1.46×10-6mol•L-1,
故答案為:1.46×10-6 mol/L;
(2)從沉錳的圖象可以看出,在已給的幾個(gè)pH值條件下,pH越大得到的MnCO3的產(chǎn)率越高,且需要的時(shí)間越短,且在pH=7時(shí),有更好的效果,因此結(jié)論是pH等于7.0時(shí)反應(yīng)速率最快,且MnCO3的產(chǎn)率最高,
故答案為:pH等于7.0時(shí)反應(yīng)速率最快,且MnCO3的產(chǎn)率最高;
(3)從沉錳工序中得到純凈MnCO3的操作方法是:過濾、先水洗2-3次、再用乙醇洗滌、低溫干燥(或低于100℃干燥),用水洗去可溶性雜質(zhì),用乙醇洗去水分,低溫干燥防止碳酸錳分解,
故答案為:先水洗2-3次、再用乙醇洗滌、低溫干燥(或低于100℃干燥);
(4)n(C2O42-)=2.68g÷134g/mol=0.02mol;
滴定250mL稀釋后溶液,消耗n(MnO4-)=0.0200mol/L×0.0200L×10=0.00400mol;
根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等得n(MnO2)×2+0.00400mol×5=0.0200mol×2,
n(MnO2)=0.0100mol,
二氧化錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.0100mol×87g/mol}{1.20g}$×100%=72.5%,
故答案為:72.5%.
點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)制備,為高頻考點(diǎn),涉及方程式的計(jì)算、溶度積常數(shù)計(jì)算、物質(zhì)分離和提純操作、圖象分析等知識(shí)點(diǎn),側(cè)重考查學(xué)生分析、計(jì)算能力,難點(diǎn)是(4)題計(jì)算,注意轉(zhuǎn)移電子守恒的應(yīng)用.
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A. | 5.6 g | B. | 11.2 g | C. | 22.4 g | D. | 20.16 g |
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A. | 使用無磷洗衣粉,可徹底解決水體富營養(yǎng)化問題 | |
B. | SO2是大氣污染物,可以用生石灰除去工業(yè)廢氣中的SO2 | |
C. | 明礬水解產(chǎn)生Al(OH)3膠體粒子,可除去懸浮物 | |
D. | 使用清潔能源是防止酸雨發(fā)生的重要措施之一 |
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A. | Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓ CuCO3+2NaOH═Cu(OH)2↓+Na2CO3 | |
B. | CO32-+2H+═CO2↑+H2O BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O | |
C. | Ca2++CO32-═CaCO3↓ Ca(NO3)2+NaCO3═CaCO3↓+NaNO3 | |
D. | H++OH-═H2O 2KOH+H2SO4═K2SO4+2H2O |
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