2024届高三化学一轮复习 工业流程题，实验题（锰专题）

工业流程题（锰专题） 1．以黄铁矿(主要成分是FeS2，含少量SiO2)和软锰矿(主要成分是MnO2，含少量Fe2O3、Al2O3)为原料制备MnSO4·H2O的工艺流程如下。下列说法正确的是    A．酸浸和沉锰操作均应在较高温度下进行 B．滤渣1的成分中含有S和SiO2 C．调pH的目的只为除去溶液中的Fe3+ D．沉锰操作中主要反应的离子方程式是 2HCO+Mn2+ = MnCO3↓ +CO2 ↑+ H2O 2．在高锰酸钾生产过程中会产生较多的废锰渣，以下是利用废锰渣制备硫酸锰晶体的过程(废锰渣的主要成分为、、、、MgO等。硫铁矿的主要成分为，还含有少量Cu、Ni、Cd等元素)。下列说法错误的是 A．“酸处理”后，溶液中主要存在的阳离子有5种 B．“浸取”过程中主要发生反应的离子方程式为 C．碳酸钙的作用是除去铁离子 D．系列操作是指蒸发结晶 3．常用于锰盐制备，也用作氧化剂、催化剂等。由富锰废料(含和少量、、)进行废气脱硫并制备的工艺流程如下： 下列叙述正确的是 A．“化浆”所得浆液中的锰元素均为 B．吸收的主要反应为 C．滤渣1中含有大量，应回收再利用 D．转化反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2：3 4．高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、凝聚、杀菌于一体的新型高效多功能绿色净水剂，易溶于水，难溶于有机溶剂。一种以Mn、Fe及MnO2制备高铁酸钾和活性MnO2的流程如图所示：    已知：部分金属离子在溶液中沉淀的pH如下表： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Mn2+ 开始沉淀的pH 1.9 7.0 8.1 完全沉淀的pH 3.2 9.0 10.1 回答下列问题： (1)MnO2不溶于稀硫酸，加入过量FeSO4目的是在酸性条件下将MnO2还原成稳定的Mn2+，写出该反应的离子方程式 。 (2)“调pH”操作中，调节pH的范围是 ，“滤渣”的主要成分是 。 (3)“沉锰”操作中，温度过高会导致MnO2产率降低，原因是 。 (4)某温度下，若要从10m3c()=2.0×10-4mol·L-1的溶液中沉淀(浓度降至10-5mol·L-1)，理论上需加入Ca(OH)2固体的物质的量不少于 mol。(已知该温度下CaFeO4的Ksp=4.5×10-9，不考虑水解和溶液体积变化) (5)已知锰的某种氧化物的晶胞如图所示，其中锰的化合价为 ，配位数为 。    5．以银锰精矿(主要含、、)和氧化锰矿(主要含)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。    已知：酸性条件下，的氧化性强于。 (1) “浸锰”过程是在溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除，有利于后续银的浸出：矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中。 ①“浸锰”过程中，发生反应，则可推断： (填“>”或“<”)。 ②在溶液中，银锰精矿中的和氧化锰矿中的发生反应，则浸锰液中主要的金属阳离子有 。 (2) “浸银”时，使用过量和的混合液作为浸出剂，将中的银以形式浸出。 ①将“浸银”反应的离子方程式补充完整： 。 ②结合平衡移动原理，解释浸出剂中的作用： 。 (3) “沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。 ①该步反应的离子方程式有 。 ②一定温度下，的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释分钟后的沉淀率逐渐减小的原因： 。    (4)结合“浸锰”过程，从两种矿石中各物质利用的角度，分析联合提取银和锰的优势： 。 6．用废锰渣(主要成分为MnO2、MgO和Fe2O3)和硫铁矿(主要成分FeS2)制取MnSO4·H2O的工艺流程如下： (1)Fe2+较易被氧化成Fe3+，请从原子结构的角度分析其可能的原因： 。 (2)已知：室温下Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17，Ksp[Fe(OH)3]=1×10-37.4，Ksp[Mn(OH)2]=2×10-13，“氧化”后溶液中c(Mn2+)=0.2mol·L-1。 ①欲使溶液中c(Fe3+)<10-5mol·L-1，“除铁”过程需控制溶液pH的范围是 。 ②写出“除铁”过程中生成Fe(OH)3反应的化学方程式： 。 (3)氧化后溶液的Fe3+还可用P204(一种有机萃取剂，密度比水小)萃取除去，实验装置如图所示，从图示装置中得到Mn2+水溶液的实验操作方法是 。 (4)①取0.1710gM