錳是一種非常重要的金屬元素，在很多領域有著廣泛的應用。利用廢鐵屑還原浸出低品位軟錳礦制備硫酸錳，然后進行電解，是制備金屬錳的新工藝，其流程簡圖如圖：
已知：
i.低品位軟錳礦主要成分有MnO2、Al2O3、Fe2O3、Cu2（OH）2CO3、CaCO3、SiO2等。
ii.部分金屬離子以氫氧化物沉淀時的pH：
| Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mn2+ | Cu2+ | |
| 開始沉淀的pH | 6.8 | 1.8 | 3.7 | 8.6 | 5.2 |
| 沉淀完全的pH | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.1 | 6.7 |
3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O
3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O
。（2）清液A先用H2O2處理，然后加入CaCO3，反應后溶液的pH≈5。濾渣a的主要成分中有黃銨鐵礬NH4Fe3（SO4）2（OH）6。
①H2O2的作用是
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
（用離子方程式表示）。②濾渣a中除了黃銨鐵礬，主要成分還有
Al（OH）3
Al（OH）3
。（3）用平衡移動原理解釋MnS固體的作用：
MnS（s）+Cu2+=Mn2++CuS（s）
MnS（s）+Cu2+=Mn2++CuS（s）
。（4）濾渣c的成分是
CaF2
CaF2
。（5）如圖所示裝置，用惰性電極電解中性MnSO4溶液可以制得金屬Mn。陰極反應有：
i.Mn2++2e-═Mn
ii.2H++2e-═H2↑
電極上H2的產生會引起錳起殼開裂，影響產品質量。
①電解池陽極的電極方程式是
2H2O-4e-=O2↑+4H+（或4OH--4e-=O2↑+2H2O）
2H2O-4e-=O2↑+4H+（或4OH--4e-=O2↑+2H2O）
。②清液C需要用氨水調節(jié)pH=7的原因是
降低c（H+），減弱H+的放電趨勢（放電能力），使陰極上產生的H2減少
降低c（H+），減弱H+的放電趨勢（放電能力），使陰極上產生的H2減少
。③電解時，中性MnSO4溶液中加入（NH4）2SO4的作用除了陰離子交換膜增大溶液導電性之外，還有
陰極2H2O+2e-=H2+2OH-，+OH-=NH3?H2O，防止溶液中因為pH過大而產生Mn（OH）2
NH
+
4
陰極2H2O+2e-=H2+2OH-，+OH-=NH3?H2O，防止溶液中因為pH過大而產生Mn（OH）2
。NH
+
4
【答案】3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；Al（OH）3；MnS（s）+Cu2+=Mn2++CuS（s）；CaF2；2H2O-4e-=O2↑+4H+（或4OH--4e-=O2↑+2H2O）；降低c（H+），減弱H+的放電趨勢（放電能力），使陰極上產生的H2減少；陰極2H2O+2e-=H2+2OH-，+OH-=NH3?H2O，防止溶液中因為pH過大而產生Mn（OH）2
NH
+
4
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：12引用：1難度：0.4
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1．為了保護環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（鐵主要以Fe2O3形式存在）轉變成重要的化工原料FeSO4（反應條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應為：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考慮其它反應，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應的離子方程式是。
（2）檢驗第II步中Fe3+是否完全還原，應選擇（填字母編號）。
A．KMnO4溶液 B．K3[Fe（CN）6]溶液 C．KSCN溶液
（3）第III步加FeCO3調溶液pH到5.8左右，消耗FeCO3的離子方程式為；然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2，此時Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料，F(xiàn)eS2中S元素的化合價為。該納米材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應為4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正極反應式是。
（5）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%．將a kg質量分數(shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其他雜質浸出消耗掉的硫酸以及調pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程，第III步應加入FeCO3kg。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：2引用：1難度：0.5 -
2．四溴化鈦（TiBr4）可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應的催化劑，常溫下為橙黃色固體，熔點：38.3℃，沸點233.5℃，具有潮解性且易發(fā)生水解。實驗室利用反應TiO2+C+2Br2
TiBr4+CO2來制備TiBr4，裝置如圖所示。下列說法錯誤的是（ ?。?br />高溫
發(fā)布：2024/12/22 11:0:4組卷：47引用：4難度：0.5 -
3．亞硝酰氯（NOCl,熔點：-64.5℃沸點：-55℃）為紅褐色液體或黃色氣體，具有刺鼻惡臭味，遇水劇烈水解生成氮的兩種氧化物與氯化氫，易溶于濃硫酸。是有機物合成中的重要試劑，?？捎糜诤铣汕鍧崉⒂|媒劑及中間體等。實驗室可由氯氣與一氧化氮在常溫常壓下合成。其制備裝置如圖一所示（其中Ⅲ、Ⅳ中均為濃硫酸）：
（1）用圖甲中裝置制備純凈干燥的原料氣，補充下表中所缺少的藥品。
（2）將制得的NO和Cl2通入圖乙對應裝置制備NOCl。裝置Ⅰ 裝置Ⅱ 燒瓶中 分液漏斗中 制備純凈Cl2 MnO2 濃鹽酸 ① 制備純凈NO Cu 稀硝酸 ②
①裝置連接順序為a→按氣流自左向右方向，用小寫字母表示）。
②裝置Ⅳ、V除可進一步干燥NO、Cl2外，還可以通過觀察氣泡的多少調節(jié)兩種氣體的流速。
③有人認為可以將裝置Ⅳ中濃硫酸合并到裝置V中，撤除裝置Ⅳ，直接將NO、Cl2通入裝置Ⅴ中，你同意此觀點嗎？。（填“同意”或“不同意”），原因是。
④實驗開始的時候，先通入氯氣，再通入NO，原因為。
（3）有人認為多余的氯氣可以通過如圖二裝置暫時儲存后再利用，請選擇可以用作氯氣的儲存裝置；
（4）裝置Ⅶ吸收尾氣時，NO發(fā)生反應的化學方程式為。
（5）有人認為裝置Ⅶ中氫氧化鈉溶液只能吸收氯氣和NOCl,不能吸收NO，經過查閱資料發(fā)現(xiàn)用高錳酸鉀溶液可以吸收NO氣體，因此在裝置Ⅶ氫氧化鈉溶液中加入高錳酸鉀，反應產生黑色沉淀，寫出該反應的離子方程式：。
（6）制得的NOCl中可能含有少量N2O4雜質，為測定產品純度進行如下實驗：稱取1.6375g樣品溶于50.00mLNaOH溶液中，加入幾滴K2CrO4溶液作指示劑，用足量硝酸酸化的0.40mol/LAgNO3溶液滴定至產生磚紅色沉淀，消耗AgNO3溶液50.00mL．則該樣品的純度為%（保留1位小數(shù)）。發(fā)布：2024/12/21 8:0:2組卷：17引用：1難度：0.5
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