磁性材料產(chǎn)業(yè)是21世紀(jì)各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的高科技支柱產(chǎn)業(yè)之一,磁性材料廣泛用于電子信息、軍事技術(shù)等領(lǐng)域。碳酸錳主要用于制備軟磁鐵氧體,工業(yè)上用含錳廢水(主要金屬離子為Mn2+、Fe2+、Al3+,還含有少量Ca2+、Mg2+、Cu2+和Ni2+等離子)為原料,生產(chǎn)MnCO3的工藝流程如圖。
已知該條件下Ksp(CaF2)=4.0×10-9mol3?L-3、Ksp(MgF2)=7.5×10-11mol3?L-3。
(1)流程中含錳廢水經(jīng)過前三步預(yù)處理,得到主要含有Mn2+的母液。
①除鐵鋁時(shí),在攪拌條件下先加入H2O2溶液,再加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH。加入H2O2溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2H++H2O2=2H2O+2Fe3+2Fe2++2H++H2O2=2H2O+2Fe3+。
②除重金屬時(shí),濾渣的主要成分為CuS、NiSCuS、NiS。(填化學(xué)式)
③除鈣鎂時(shí),為使Ca2+沉淀完全(當(dāng)離子濃度降到1.0×10-5mol?L-1時(shí),可視為沉淀完全),需控制溶液中NH4F的最低濃度為0.020.02mol?L-1。
(2)沉錳過程在pH為7.0條件下充分進(jìn)行,反應(yīng)溫度對(duì)錳沉淀率的影響如圖所示。
①沉錳過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑。
②當(dāng)溫度超過30℃,沉錳反應(yīng)的錳沉淀率隨溫度升高而下降的原因是溫度升高,NH4HCO3受熱分解溫度升高,NH4HCO3受熱分解。
(3)沉錳后過濾得到MnCO3粗產(chǎn)品,依次用去離子水和無水乙醇各洗滌2~3次,再低溫干燥,得到純凈的MnCO3。用無水乙醇洗滌的目的是利于快速干燥利于快速干燥。
(4)測(cè)定碳酸錳產(chǎn)品的純度。
稱取0.5000g碳酸錳產(chǎn)品于錐形瓶中,加25.00mL磷酸,加熱,碳酸錳全部轉(zhuǎn)化為[Mn(PO4)2]3-,冷卻至室溫.加水稀釋至100mL,滴加2~3滴指示劑,然后用濃度為0.2000mol?L-1的硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(反應(yīng)為[Mn(PO4)2]3-+Fe2+═Mn2++Fe3++2PO43-)。重復(fù)操作3次,記錄數(shù)據(jù)如表。則產(chǎn)品的純度=92%92%,若滴定終點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處產(chǎn)生了氣泡,則測(cè)得的碳酸錳產(chǎn)品的純度偏低偏低。(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)
滴定次數(shù) | 0.2000mol?L-1的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液讀數(shù)(mL) | |
滴定前 | 滴定后 | |
1 | 0.10 | 20.20 |
2 | 1.32 | 21.32 |
3 | 1.05 | 20.95 |
【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用.
【答案】2Fe2++2H++H2O2=2H2O+2Fe3+;CuS、NiS;0.02;Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑;溫度升高,NH4HCO3受熱分解;利于快速干燥;92%;偏低
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:36引用:2難度:0.5
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(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1
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