问题标题:
【被称为红帘石的铁矿含锰量高,锰是冶炼锰钢的重要原料.红帘石主要成分有磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)、锰矿(MnO2和MnCO3)、石棉[Mg3Si3O7(OH)4]等.工业上将红帘石处理后,运用阴】
问题描述:
被称为红帘石的铁矿含锰量高,锰是冶炼锰钢的重要原料.红帘石主要成分有磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)、锰矿(MnO2和MnCO3)、石棉[Mg3Si3O7(OH)4]等.工业上将红帘石处理后,运用阴离子膜电解法的新技术提取金属锰并制得高效水处理剂(K2FeO4).工业流程如下:
(1)工业上为提高稀硫酸浸取效率一般采取的措施是(任意写两种方法)
①___②___.
(2)浸出液中的阳离子有___.(填离子符号)
(3)滤渣A中无MnO2原因___.
(4)已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:
开始沉淀的pH | 2.7 | 7.0 | 7.8 | 9.3 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 9.6 | 9.8 | 10.8 |
过程②中加氨水调节溶液的pH等于6,则滤渣B的成分___.
(5)电解装置如图所示,则溶液中阴离子移动的方向为___(填“A→B”或“B→A”).实际生产中,阳极以稀硫酸为电解液,阳极的电极反应式为___.
(6)滤渣B经反应④生成高效水处理剂的离子方程式___.K2FeO4被誉为高效水处理剂的原因是___.
刘晓艳回答:
(1)增大接触面积可提高反应的速率,温度越高,反应速率越快,所以工业上为提高稀硫酸浸取效率一般采取的措施有:提高反应温度、采用粉碎红帘石可增大接触面积等,
故答案为:①粉碎红帘石;②提高反应的温度;
(2)红帘石主要成分有磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)、锰矿(MnO2和MnCO3)、石棉[Mg3Si3O7(OH)4]等,加入硫酸:Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O、FeCO3+H2SO4=FeSO4+CO2↑+H2O,MnCO3+H2SO4=MnSO4+CO2↑+H2O,2Fe2++MnO2+4H+═2Fe3++Mn2++2H2O,滤渣A为SiO2,浸出液中的阳离子有H+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Mn2+,
故答案为:H+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Mn2+;
(3)滤渣A中无MnO2原因MnO2在酸性条件下被二价铁还原为Mn2+,反应为:2Fe2++MnO2+4H+═2Fe3++Mn2++2H2O,
故答案为:MnO2在酸性条件下被二价铁还原为Mn2+;
(4)过程②中加氨水调节溶液的pH等于6,完全沉淀时其pH<6的氢氧化物都能完全沉淀,根据表中数据知,Fe(OH)3,完全沉淀时需要的pH=3.7<6,所以滤渣的成分是Fe(OH)3,
故答案为:Fe(OH)3;
(5)图示电解时原电池电子流向为A→B,则A为原电池的负极,A连接的电极为电解池的阴极,电解时阴离子移向阳极,则溶液中阴离子移动的方向为A→B,实际生产中,阳极以稀硫酸为电解液,阳极发生氧化反应,反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,
故答案为:A→B;2H2O-4e-=O2↑+4H+;
(6)次氯酸根离子具有氧化性,在碱性条件下氧化+3铁,反应为:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,K2FeO4被誉为高效水处理剂的原因+6价铁具有氧化性能杀菌,生成的+3价铁水解Fe3+可水解水解的方程式为Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3(胶体)+3H+,生成具有吸附性的Fe(OH)3胶体,吸附杂质生成沉淀,
故答案为:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;FeO42-具有强氧化性可以杀菌消毒,还原成Fe3+水解成Fe(OH)3胶体能吸附杂质生成沉淀.
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