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以廢干電池(主要含MnO2、MnOOH、Zn、Zn(OH)2、Fe、KOH)和鈦白廠廢酸(主要含H2SO4,還有少量Ti3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+等)為原料制備錳鋅鐵氧體[MnxZn1-xFe2O4]的流程如圖所示:

已知:①25℃時,Ksp(MgF2)=7.5×10-11,Ksp(CaF2)=1.5×10-10;酸性較弱時,MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配離子(M代表金屬元素);
②在Ag+催化下可發(fā)生反應(yīng)2Mn2++5S2
O
2
-
8
+8H2O=2
M
n
O
-
4
+10
SO
2
-
4
+16H+;
③(NH42S2O8在煮沸時易分解.
(1)酸浸過程中含錳物質(zhì)被溶液中的FeSO4還原為Mn2+,其中MnO2參與反應(yīng)的離子方程式為
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O

(2)氧化時加入H2O2將Ti3+、Fe2+氧化,再加入Na2CO3調(diào)節(jié)溶液pH為1~2,生成偏鈦酸(H2TiO3)和黃鉀鐵礬[K2Fe6(SO44(OH)12沉淀,使得鈦、鉀得以脫除.
①加入Na2CO3成黃鉀鐵礬的離子方程式為
2K++6Fe3++4
SO
2
-
4
+6
CO
2
-
3
+6H2O=K2Fe6(SO44(OH)12↓+6CO2
2K++6Fe3++4
SO
2
-
4
+6
CO
2
-
3
+6H2O=K2Fe6(SO44(OH)12↓+6CO2

②若加入Na2CO3過多,將導(dǎo)致生成的黃鉀鐵礬沉淀轉(zhuǎn)化為
Fe(OH)3
Fe(OH)3
(填化學(xué)式).
(3)氟化過程中溶液pH與鈣鎂去除率關(guān)系如圖所示.當(dāng)2.5<pH<4.0時,溶液pH過高或過低,Ca2+、Mg2+去除率都會下降,其原因是
當(dāng)pH過低酸性較強NH4F會生成HF,溶液中F-濃度較低,Ca2+、Mg2+去除率會下降;酸性較弱時,MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配離子,MgF2、CaF2去除率會下降
當(dāng)pH過低酸性較強NH4F會生成HF,溶液中F-濃度較低,Ca2+、Mg2+去除率會下降;酸性較弱時,MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配離子,MgF2、CaF2去除率會下降


(4)共沉淀前,需測定溶液中錳元素含量.準(zhǔn)確量取1.00mL氟化后溶液于錐形瓶中,加入少量硫酸、磷酸和硝酸銀溶液振蕩:將溶液加熱至80℃,加入3g(NH42S2O8充分反應(yīng)后,再將溶液煮沸;冷卻后,用0.0700mol/L的(NH42Fe(SO42標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點,平行滴定3次,平均消耗(NH42Fe(SO42溶液32.60mL.計算氟化后溶液中Mn2+物質(zhì)的量濃度
0.4564mol/L
0.4564mol/L
(寫出計算過程).

【答案】MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;2K++6Fe3++4
SO
2
-
4
+6
CO
2
-
3
+6H2O=K2Fe6(SO44(OH)12↓+6CO2↑;Fe(OH)3;當(dāng)pH過低酸性較強NH4F會生成HF,溶液中F-濃度較低,Ca2+、Mg2+去除率會下降;酸性較弱時,MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配離子,MgF2、CaF2去除率會下降;0.4564mol/L
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/11/2 8:0:1組卷:7引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,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
    Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     

    (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,則操作B是
     

    (5)煅燒A的反應(yīng)方程式是
     

    (6)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.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:5引用:1難度:0.5
  • 2.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,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 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 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Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    ;當(dāng)pH=5時,溶液中c(Al3+)=
     
    mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
    (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
     

    (5)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.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:114引用:4難度:0.5
  • 3.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,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 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 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
     
    ,常溫下,當(dāng)pH=5時,溶液中c(Al3+)=
     
    mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
    (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:0.5
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