20
2019
06

锰是冶炼工业中常用的添加剂.以碳酸锰矿(主要成分为mnco3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:已知25℃,部分物质的溶度积常数如下:物质mn(o

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问题描述:

锰是冶炼工业中常用的添加剂.以碳酸锰矿(主要成分为mnco3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:

已知25℃,部分物质的溶度积常数如下:

物质 mn(oh)2 co(oh)2 ni(oh)2 mns cos nis
ksp 2.1×10-13 3.0×10-16 5.0×10-16 1.0×10-11 5.0×10-22 1.0×10-22
(1)步骤ⅰ中,mnco3与硫酸反应的化学方程式是___.
(2)步骤ⅱ中,mno2在酸性条件下可将fe2 离子氧化为fe3 ,则该反应过程中的离子方程式是___,加氨水调节溶液的ph为5.0-6.0,以除去fe3
(3)步骤ⅲ中,滤渣2的主要成分是___.
(4)步骤ⅳ中,在___(填“阴”或“阳”)极析出mn,电极反应方程式为___.
(5)已知:s(s) o2(g)=so2(g)△h=a kj•mol-1
mn(s) s(s) 2o2(g)=mnso4(s)△h=b kj•mol-1
mno2(s) so2(g)=mnso4(s)△h=c kj•mol-1,则mn的燃烧热△h=___.
(6)按照图示流程,含mnco3质量分数为57.5%的碳酸锰矿a kg,最终得到mn的质量为110b kg,忽略中间过程的损耗,则除杂质时,所引入的锰元素相当于mno2___kg.[mnco3摩尔质量115g/mol,mno2摩尔质量87g/mol].

最佳答案:

(1)加稀硫酸时样品中的mnco3和硫酸反应生成可溶性的mnso4,并产生二氧化碳和水,步骤ⅰ中,mnco3与硫酸反应的化学方程式为:mnco3 h2so4=mnso4 co2↑ h2o;
故答案为:mnco3 h2so4=mnso4 co2↑ h2o;
(2)步骤ⅱ中,mno2在酸性条件下可将fe2 离子氧化为fe3 ,反应的离子方程式是据得失电子守恒有mno2 2fe2 -mn2 2fe3 ,再据电荷守恒有mno2 2fe2 4h -mn2 2fe3 ,最后据原子守恒得,mno2 2fe2 4h =mn2 2fe3 2h2o;
故答案为:mno2 2fe2 4h =mn2 2fe3 2h2o;
(3)由于在第一次过滤之后的滤液中含有mn2 、ni2 、co2 ,向其中加入(nh4)2s,根据各物质的溶度积常数可确定有cos和nis沉淀(滤渣2)生成;
故答案为:cos和nis;
(4)由于第二次过滤后的滤液中主要含有niso4,电解该溶液时ni2 在阴极上被还原:mn2 2e-=mn;
故答案为:阴,mn2 2e-=mn;
(5)①s(s) o2(g)=so2(g)△h=a kj•mol-1
②mn(s) s(s) 2o2(g)=mnso4(s)△h=b kj•mol-1
③mno2(s) so2(g)=mnso4(s)△h=c kj•mol-1,则mn的燃烧热
盖斯定律计算得到②-①-③得到mn(s) o2(g)=mno2(s)△h=-( a c-b)kj•mol-1
 故答案为:-(a c-b) kj•mol-1;
(6)按照图示流程,含mnco3质量分数为57.5%的碳酸锰矿a kg,最终得到mn的质量为110b kg,忽略中间过程的损耗,除杂质时,所引入的锰元素和原来碳酸锰中锰元素总和为110b kg,设引入的锰元素相当于mno2物质的量为x,

a×57.5%
115
x=
110b
55

x=
110b
55
-
a×57.5%
115

相当于mno2质量=(
110b
55
-
a×57.5%
115
)×87=(174b-0.435a )kg
故答案为:174b-0.435a;

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