以銀錳精礦(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化錳礦(主要含MnO2)為原料聯(lián)合提取銀和錳的一種流程示意圖如圖。
已知:酸性條件下,MnO2的氧化性強于Fe3+。
(1)“浸錳”過程是在H2SO4溶液中使礦石中的錳元素浸出,同時去除FeS2,有利于后續(xù)銀的浸出;礦石中的銀以Ag2S的形式殘留于浸錳渣中。
①“浸錳”過程中,發(fā)生反應(yīng)MnS+2H+═Mn2++H2S↑,則可推斷:Ksp(MnS) >>(填“>”或“<”)Ksp(Ag2S)。
②在H2SO4溶液中,銀錳精礦中的FeS2和氧化錳礦中的MnO2發(fā)生反應(yīng),則浸錳液中主要的金屬陽離子有 Fe3+、Mn2+Fe3+、Mn2+。
(2)“浸銀”時,使用過量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作為浸出劑,將Ag2S中的銀以[AgCl2]-形式浸出。
①將“浸銀”反應(yīng)的離子方程式補充完整:22Fe3++Ag2S+44Cl-Cl-?22Fe2+Fe2++2[AgCl2]-+S。
②結(jié)合平衡移動原理,解釋浸出劑中Cl-、H+的作用:Cl-與Ag2S電離出的Ag+結(jié)合生成[AgCl2]-,增大溶液中S2-濃度,有利于平衡正向移動,提高Ag2S浸出率,H+可以抑制Fe3+水解,防止生成Fe(OH)3沉淀Cl-與Ag2S電離出的Ag+結(jié)合生成[AgCl2]-,增大溶液中S2-濃度,有利于平衡正向移動,提高Ag2S浸出率,H+可以抑制Fe3+水解,防止生成Fe(OH)3沉淀。
(3)“沉銀”過程中需要過量的鐵粉作為還原劑。
①該步反應(yīng)的離子方程式有 Fe+2[AgCl2]-=Fe2++4Cl-+2Ag、Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑Fe+2[AgCl2]-=Fe2++4Cl-+2Ag、Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑。
②一定溫度下,Ag的沉淀率隨反應(yīng)時間的變化如圖所示。解釋t分鐘后Ag的沉淀率逐漸減小的原因:溶液中生成的Fe2+會被氧氣氧化生成Fe3+,而Fe3+把部分Ag氧化為Ag+溶液中生成的Fe2+會被氧氣氧化生成Fe3+,而Fe3+把部分Ag氧化為Ag+。
(4)結(jié)合“浸錳”過程,從兩種礦石中各物質(zhì)利用的角度,分析聯(lián)合提取銀和錳的優(yōu)勢:將兩種礦石中錳元素同時提取到浸錳液中,獲得MnSO4,同時實現(xiàn)錳元素與銀元素分離,而生成的Fe3+可以用于浸銀,節(jié)約氧化劑將兩種礦石中錳元素同時提取到浸錳液中,獲得MnSO4,同時實現(xiàn)錳元素與銀元素分離,而生成的Fe3+可以用于浸銀,節(jié)約氧化劑。
【答案】>;Fe3+、Mn2+;2;4;Cl-;2;Fe2+;Cl-與Ag2S電離出的Ag+結(jié)合生成[AgCl2]-,增大溶液中S2-濃度,有利于平衡正向移動,提高Ag2S浸出率,H+可以抑制Fe3+水解,防止生成Fe(OH)3沉淀;Fe+2[AgCl2]-=Fe2++4Cl-+2Ag、Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑;溶液中生成的Fe2+會被氧氣氧化生成Fe3+,而Fe3+把部分Ag氧化為Ag+;將兩種礦石中錳元素同時提取到浸錳液中,獲得MnSO4,同時實現(xiàn)錳元素與銀元素分離,而生成的Fe3+可以用于浸銀,節(jié)約氧化劑
【解答】
【點評】
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