精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

【题目】软锰矿的主要成分为MnO2,含少量Al2O3和SiO2。闪锌矿主要成分为ZnS,含少量FeS、CuS、CdS杂质。现以软锰矿和闪锌矿为原料制备MnO2和Zn,其简化流程如下(中间产物的固体部分已经略去)。

已知: Ⅰ.矿石中所有金属元素在滤液A中均以离子形式存在。

Ⅱ.各种金属离子完全沉淀的pH如下表:

Zn2+

Mn2+

Fe2+

Fe3+

Al3+

pH

8.0

10.1

9.0

3.2

4.7

回答下列问题:

(1)步骤①中为了加快硫酸的浸取速率,可采用的方法是_________________(任写一种)。①中发生多个反应,其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出,溶液变为棕黄色,写出MnO2、FeS与硫酸共热发生反应的化学方程式______________________

(2)步骤②加入金属锌是为了回收金属,回收金属的主要成分是_________

(3)步骤③中MnO2的其作用是__________________,另外一种物质X可以是__________

A.ZnO B.MgCO3 C.MnCO3 D.Cu(OH)2

(4)MnO2与Li构成LiMnO2,它可作为某锂离子电池的正极材料,电池反应方程式为: Li1-xMnO2+LixC6=LiMnO2+6C,写出该锂离子电池的正极电极反应式__________

(5)已知:HCN的电离常数K=4.9×10-10,H2S的电离常数K1=1.3×10―7K2=7.0×10―15,向NaCN溶液中通入少量的H2S气体,反应的离子方程式为__________________。在废水处理领域中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去,向含有0.020 mol·L―1Mn2+废水中通入一定量的H2S气体,调节溶液的pH=a,当HS浓度为1.0×10―4 mol·L―1时,Mn2+开始沉淀,则a=______。[已知:Ksp(MnS)=1.4×10―15]

【答案】 将矿石粉碎、加热、搅拌等 3MnO2+2FeS+6H2SO4 Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O Cu、Cd 将Fe2+氧化为Fe3+ AC Li1-xMnO2+xLi++xe=LiMnO2 CN+H2S=HCN+HS 5

【解析】软锰矿、闪锌矿和稀硫酸混合,发生的反应有MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S↓+2H2OMnO2+FeS+2H2SO4=MnSO4+FeSO4+S↓+2H2OMnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+CuSO4+S↓+2H2OMnO2+CdS+2H2SO4=MnSO4+CdSO4+S↓+2H2OAl2O3+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2O,二氧化硅不溶于稀硫酸,然后过滤,滤液中含有MnSO4FeSO4CuSO4CdSO4Al2(SO4)3,向滤液中加入ZnZn能还原Cu2+Cd2+得到CuCd,过滤向滤液中加入二氧化锰和X,二氧化锰具有氧化性,能氧化还原性离子Fe2+X能使溶液中铁离子、铝离子反应生成沉淀,则X能和氢离子反应且不能引进新的杂质;电解硫酸锌和硫酸锰溶液得到ZnMnO2和稀硫酸;

1)步骤中通常通过将固体粉碎、加热、搅拌等方法,来加快硫酸的浸取速率;MnO2FeS与硫酸共热时有淡黄色S物质析出,溶液变为棕黄色,说明有Fe3+生成,发生反应的化学方程式为3MnO2+2FeS+6H2SO4 Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O

2)根据流程图中反应前后离子变化确定回收金属成分为CuCd
3)二氧化锰具有氧化性,能氧化还原性离子亚铁离子,然后将铁离子除去;X能和氢离子反应而调节溶液的pH,且不能引进新的杂质,符合条件的有ZnOMnCO3,一水合氨和NaOH虽然能调节溶液的pH但引进新的杂质,故答案为AC

(4)锂离子电池的正极发生还原反应,根据电池反应Li1-xMnO2+LixC6=LiMnO2+6C,可知正极电极反应式为Li1xMnO2+xLi++xe=LiMnO2

(5)根据HCN的电离常数K=4.9×1010H2S的电离常数K1=1.3×10―7K2=7.0×10―15,可知酸性强弱顺序为HS-HCNH2S,则向NaCN溶液中通入少量的H2S气体,反应的离子方程式为CN+H2S=HCN+HS;当含有0.020 mol·L―1Mn2+废水中通入一定量的H2S气体,Mn2+开始沉淀时Ksp(MnS)=cS2-×c(Mn2+)=1.4×10―15cS2-=7×10―14,此时溶液中HS浓度为1.0×10―4 mol·L―1K2=7.0×10―15=[cS2-×c(H+)]÷cHS-),解得c(H+)=1.0×10―5,此时溶液pH=5

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】根据要求填空:
(1)写出﹣C4H9 对应的所有结构简式
(2)丙烷的六氯代物有
(3)一氯甲烷的电子式 是甲烷的模型
(4)某烷烃分子中同时存在﹣CH3、﹣CH2﹣、 四种基团,若要使烷烃碳个数最少,写出符号条件所有烷烃的结构简式
(5)甲烷﹣氧气燃料电池,以 NaOH 做电解液,写出负极的电极反应式

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列说法正确的是

A. 呈酸性的雨水就是酸雨 B. 能电离出H+的物质属于酸

C. “雷雨肥庄稼”符合科学道理 D. 白色物质引起的污染叫白色污染

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列说法不正确的是( )

A.硫酸铜是常用的游泳池水消毒剂,也可用于饮用水的消毒

B.氯化铁溶液与铜反应可用于制作印刷电路板

C.利用高纯硅可以制成光电池,将光能直接转化为电能

D.纯碱是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、肥皂、造纸、食品等工业

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列各组物质充分反应的气体产物中,只有一种气体的是

A. 木炭和浓硫酸共热

B. 铁粉与高温水蒸气反应

C. 足量的铜加入一定量的浓硝酸中

D. Na2O2加入少量的氯化铵溶液中

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列物质中,不属于合成材料的是

A. 合成纤维 B. 天然橡胶 C. 塑料 D. 合成橡胶

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】分枝酸可用于生化研究,其结构简式如图.下列关于分枝酸的叙述正确的是(  )

A. 分子中含有5种官能团

B. 可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同

C. 1mol分枝酸最多可与3molNaOH发生中和反应

D. 可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,且反应类型相同

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】密闭容器内,800℃时反应: 体系中, 随时间的变化如表:

时间

(1)写出该反应的平衡常数表达式: ___.已知: ,则该反应是____热反应.

(2)如图中表示的变化的曲线是_____;用表示从内该反应的平均速率____

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________

.容器内压强保持不变

.容器内密度保持不变

(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是________

.及时分离除气体.适当升高温度

.增大的浓度.选择高效催化剂

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】两个体积相同的容器,一个盛有NO,另一个盛有N2和O2 , 在同温同压下两容器内的气体一定有相同的(
A.原子数
B.密度
C.质子数
D.质量

查看答案和解析>>

同步练习册答案