工業(yè)上利用軟錳礦(主要成分為MnO2,含少量SiO2、FeO和Fe2O3等雜質(zhì))和含SO2的煙氣為主要原料,制備無水碳酸錳的工藝流程如圖所示。
已知:①M(fèi)nCO3難溶于水和乙醇,潮濕時(shí)易被空氣氧化,100℃時(shí)開始分解,在空氣中高溫加熱所得固體產(chǎn)物為Mn2O3。
②不同金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表:
離子 |
Fe3+ |
Fe2+ |
Mn2+ |
開始沉淀時(shí)pH |
2.7 |
7.5 |
7.8 |
完全沉淀時(shí)pH |
3.7 |
9.7 |
9.8 |
③K
sp(CaCO
3)=8.7×10
-9,K
sp(MnCO
3)=1.8×10
-11。
回答下列問題:
(1)下列說法正確的是
AD
AD
(填序號)。
A.最好使用粉狀軟錳礦進(jìn)行“溶浸”
B.廢渣1的主要成分和“芯片”相同
C.溶浸時(shí)不會發(fā)生氧化還原反應(yīng)
D.廢液經(jīng)處理可用于灌溉農(nóng)作物
(2)調(diào)節(jié)溶液的pH前,加入軟錳礦發(fā)生“氧化”作用的離子方程式是
MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O
MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O
。
(3)調(diào)節(jié)pH的方法是加入適量的熟石灰,調(diào)節(jié)pH=5,充分反應(yīng)后生成的沉淀有
Fe(OH)3、CaSO4
Fe(OH)3、CaSO4
。如果沒有“氧化”過程的進(jìn)行,pH就需要調(diào)節(jié)到更大的數(shù)值,這樣會造成
形成Mn(OH)2(或造成Mn2+損失)
形成Mn(OH)2(或造成Mn2+損失)
的不良后果。
(4)“沉錳”過程中加入氨水的目的是
促進(jìn)Mn2++HCO3-?MnCO3+H+正向移動(或促進(jìn)HCO3-的電離)
促進(jìn)Mn2++HCO3-?MnCO3+H+正向移動(或促進(jìn)HCO3-的電離)
(從化學(xué)平衡移動的角度解釋)?!俺铃i”過程宜在較低溫度下進(jìn)行,可能原因是
防止氨水揮發(fā)(或防止碳酸氫銨或防止碳酸錳分解)
防止氨水揮發(fā)(或防止碳酸氫銨或防止碳酸錳分解)
(寫1條即可)?!俺铃i”時(shí)通過控制合理的pH,就可以控制CO
32-的濃度,達(dá)到不產(chǎn)生CaCO
3的目的。原因是
Ca2+濃度小且CaCO3的溶度積大于MnCO3的溶度積
Ca2+濃度小且CaCO3的溶度積大于MnCO3的溶度積
。
(5)工業(yè)上可用石墨為電極電解硫酸錳和稀硫酸的混合溶液制備二氧化錳,其陽極的電極反應(yīng)式是
Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+
Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+
。