工業(yè)上利用軟錳礦漿煙氣脫硫吸收液制取電解錳，并利用陽極液制備高純碳酸錳、回收硫酸銨的工藝流程如下(軟錳礦的主要成分是MnO2，還含有硅、鐵、鋁的氧化物和少量重金屬化合物等雜質)：

（1）一定溫度下，“脫硫浸錳”主要產(chǎn)物為MnSO4，該反應的化學方程式為??????? 。

（2）“濾渣2”中主要成分的化學式為??????? 。

（3）“除重金屬”時使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是??????? 。

（4）“電解”時用惰性電極，陽極的電極反應式為??????? 。

（5）“50℃碳化”得到高純碳酸錳，反應的離子方程式為??????? 。“50℃碳化”時加入過量NH4HCO3，可能的原因是：使MnSO4充分轉化為MnCO3；??????? ；??????? 。

 

【答案】

（1）MnO2＋SO2=MnSO4

或H2O＋SO2? =H2SO3、MnO2＋H2SO3=MnSO4＋H2O(2分)

（2）Fe(OH)3、Al(OH)3(2分)

（3）Na2S會增大回收的(NH4)2SO4中Na＋含量(2分)

（4）2H2O－4e－=O2↑＋4H＋或4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O(2分)

（5）Mn2＋＋2HCO3-MnCO3↓＋CO2↑＋H2O(2分)

NH4HCO3與H＋反應，防止MnCO3沉淀溶解損失；NH4HCO3受熱分解損失(2分)

三氯異氰尿酸“有效氯”含量＝×100%＝90%(1分)

【解析】

試題分析：(1)該反應的反應物為二氧化硫和二氧化錳產(chǎn)物為硫酸錳；（2）反應經(jīng)過三次除雜，一次是氧化除去亞鐵離子，第三次是除去重金屬得到純凈溶液，故第二次應除去鐵鋁雜質生成氫氧化物；（3）使用Na2S會引入雜質鈉離子；（4）電解硫酸錳和硫酸銨溶液，陰極產(chǎn)生錳，陽極氫氧根離子放電產(chǎn)生氧氣，4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O；（5）該反應的反應物為碳酸氫銨和硫酸錳，產(chǎn)物是碳酸錳，Mn2＋＋2HCO3-MnCO3↓＋CO2↑＋H2O；電解時溶液中產(chǎn)生氫離子溶液為酸性，會溶解碳酸鹽，故加入過量碳酸氫銨反應調(diào)節(jié)溶液酸堿性，防止MnCO3沉淀溶解損失；碳酸氫銨不穩(wěn)定受熱易分解，故需多加試劑彌補分解損失。

考點：考查化工流程中操作目的、原理有關問題。

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

工業(yè)上利用氨催化氧化法可制取硝酸，加入脫水劑后制得較高濃度的硝酸．以17噸氨作為原料，假設NH3全部轉化為HNO3．
（1）寫出NH3完全轉化為HNO3的總化學反應方程式
NH3+2O2=HNO3+H2O
NH3+2O2=HNO3+H2O

（2）生產(chǎn)過程中需加水吸收，如果與加入脫水劑后脫去水的量相等，則所得硝酸溶液的質量分數(shù)為多少？
（3）如果生產(chǎn)中同時制得50%的硝酸m1噸和90%的硝酸m2噸（脫去的水可循環(huán)使用，制得較低濃度的稀硝酸），若共加入27噸水，請問m1與m2的質量之比為多少？（要有簡單的計算過程）

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科目：高中化學 來源： 題型：

工業(yè)上以軟錳礦為原料，利用燒結煙氣中的SO2制備MnSO4?H2O的流程如下：
精英家教網(wǎng)
某軟錳礦的主要成分為MnO2，還含有Si（16.27%）、Fe（5.86%）、Al（3.42%）、Zn（2.68%）和Cu（0.86%）等元素的化合物．酸浸過程發(fā)生反應：MemOn+H+→Me（2n/m）++H2O，Me表示Fe、Al、Zn、Cu等．25℃時部分陽離子以氫氧化物或硫化物的形式完全沉淀時溶液的pH見下表：
沉淀物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 Mn（OH）2 Cu（OH）2 Zn（OH）2 CuS ZnS MnS FeS
pH 5.2 3.2 9.7 10.4 6.7 8.0 ≥-0.42 ≥2.5 ≥7 ≥7
回答下列問題：
（1）酸浸時SO2將MnO2還原為MnSO4，其離子方程式為
 
．酸浸時SO2的吸收率與pH和溫度的關系如下圖，為提高SO2的吸收率，酸浸適宜的條件是
 
．
精英家教網(wǎng)
（2）濾渣B的主要成分是
 
．
（3）加入MnS的目的是
 
．
（4）操作IV的步驟為
 
、
 
、過濾、洗滌、干燥．
（5）MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，在不斷攪拌情況下，電解酸化的MnSO4溶液，陽極的電極反應式為：
 
．
（6）已知金屬離子濃度小于1.0×10-5mol/L時認為已經(jīng)完全沉淀，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，計算25℃時Zn（OH）2溶度積Ksp為
 
（不需計算過程）．

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科目：高中化學 來源：2013-2014學年山東省淄博市高三3月模擬考試理綜化學試卷（解析版） 題型：填空題

工業(yè)上利用軟錳礦（主要成分為MnO2，同時含少量鐵、鋁等的化合物）制備硫酸錳的常見流程如下：

部分金屬陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見下表：

沉淀物

Al(OH)3

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mn(OH)2

pH

5.2

3.2

9.7

10.4

 

（1）一氧化錳用硫酸酸浸時發(fā)生的主要反應的離子方程式為____________________。酸浸后加入MnO2將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，其目的是___________。

（2）濾渣A的成分除MnO2外，還有_______________。

（3）MnO2是制造堿性鋅錳電池的基本原料，放電時負極的電極反應式為________。工業(yè)上以石墨為電極電解酸化的MnSO4溶液生產(chǎn)MnO2，陽極的電極反應式為_________，當陰極產(chǎn)生4.48L（標況）氣體時，MnO2的理論產(chǎn)量為______g。

（4）錳的三種難溶化合物的溶度積：Ksp(MnCO3)＝1.8×10－11，Ksp[Mn(OH)2]＝1.9×10－13，Ksp(MnS)＝2.0×10－13，則上述三種難溶物的飽和溶液中，Mn2＋濃度由大到小的順序是_______＞_______＞_______（填寫化學式）。

 

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科目：高中化學 來源：2012-2013學年廣東省揭陽市高三第二次模擬考試理綜化學試卷（解析版） 題型：填空題

工業(yè)上以軟錳礦為原料，利用燒結煙氣中的SO2制備MnSO4·H2O的流程如下：

某軟錳礦的主要成分為MnO2，還含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu（0.86%）等元素的化合物。酸浸過程發(fā)生反應：MemOn+H+→Me（2n/m）++H2O，Me表示Fe、 Al、 Zn、 Cu等。25℃時部分陽離子以氫氧化物或硫化物的形式完全沉淀時溶液的pH見下表：        

沉淀物

Al(OH)3

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mn(OH)2

Cu(OH)2

Zn(OH)2

CuS

ZnS

MnS

FeS

pH

5.2

3.2

9.7

10.4

6.7

8.0

≥-0.42

≥2.5

≥7

≥7

 

回答下列問題：

（1）酸浸時SO2將MnO2還原為MnSO4，其離子方程式為       　　              。

酸浸時SO2的吸收率與pH和溫度的關系如下圖，為提高SO2的吸收率，酸浸適宜的條件是　　　　　　　                　　。

                

圖1： SO2 的吸收率與 pH值的關系   　    圖2： SO2的吸收率與溫度的關系

（2）濾渣B的主要成分是                  　　   。

（3）加入MnS的目的是              　   　　　　　　   。

（4）操作IV的步驟為　　　　　　、　　　　　　　、過濾、洗滌、干燥。

（5）MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，在不斷攪拌情況下，電解酸化的MnSO4溶液，陽極的電極反應式為：　　　                　　　　　　　　。

（6）已知金屬離子濃度小于1.0×10－5mol/L時認為已經(jīng)完全沉淀，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，計算25℃時Zn(OH)2溶度積Ksp為             （不需計算過程，計算結果保留兩位有效數(shù)字）。

 

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