四氧化三锰是电子工业生产锰锌铁氧体软磁材料的重要原料。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3 ，还含有少量FeCO3、Al2O3、MgO和SiO2等杂质)为原料制备高品位四氧化三锰的一种工艺流程如下：已知：①0.01mol/L金属离子生成氢氧化物沉淀的pH见表中数据：金属离子Al3+Fe3+Fe2+Mg2+Mn2+开始沉淀4.12.27.59.68.8完全沉淀5.43.29.5//②Ksp(MgF2)=7.4×10-1l；Ksp(MnF2)=5.6×10-3回答下列问题：

1. 四氧化三锰是电子工业生产锰锌铁氧体软磁材料的重要原料。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO₃ ，还含有少量FeCO₃、Al₂O₃、MgO和SiO₂等杂质)为原料制备高品位四氧化三锰的一种工艺流程如下：

已知：①0.01mol/L金属离子生成氢氧化物沉淀的pH见表中数据：

金属离子	Al³⁺	Fe³⁺	Fe²⁺	Mg²⁺	Mn²⁺
开始沉淀	4.1	2.2	7.5	9.6	8.8
完全沉淀	5.4	3.2	9.5	/	/

②K_sp(MgF₂)=7.4×10^-1l；K_sp(MnF₂)=5.6×10^-3

回答下列问题：

(1) 提高“酸浸”效果的方法有、(任写两种)。

(2) “氧化1”步骤中，氧化剂a可选用MnO₂ ，发生反应的离子方程式为，为了检验氧化是否完全可选用的试剂是(写化学式)。

(3) “沉铁铝”步骤中，调节pH的范围为。

(4) “沉镁”步骤中，沉淀转化反应的平衡常数K值等于。

(5) “沉锰”步骤中，杂质含量直接影响四氧化三锰的品位，实验测得温度对四氧化三锰中硫酸根含量的影响如图所示。实际生产中综合考虑选择50℃为宜，不选择更高温度的原因是。

(6) “氧化2”步骤中发生反应的化学方程式为。

【考点】

制备实验方案的设计;

【答案】

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综合题困难

1. 贵金属银应用广泛．Ag与稀 $\text{[math]}$ 制得 $\text{[math]}$ ，常用于循环处理高氯废水．

(1) 沉淀 $\text{[math]}$ ．在高氯水样中加入 $\text{[math]}$ 使 $\text{[math]}$ 浓度约为 $\text{[math]}$ ，当滴加 $\text{[math]}$ 溶液至开始产生 $\text{[math]}$ 沉淀（忽略滴加过程的体积增加），此时溶液中 $\text{[math]}$ 浓度约为 $\text{[math]}$ ． [已知： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ]

(2) 还原AgCl．在AgCl沉淀中埋入铁圈并压实，加入足量 $\text{[math]}$ 盐酸后静置，充分反应得到Ag．

①铁将AgCl转化为单质Ag的化学方程式为．

②不与铁圈直接接触的AgCl也能转化为Ag的原因是．

③为判断AgCl是否完全转化，补充完整实验方案：取出铁圈，搅拌均匀，取少量混合物过滤，[实验中必须使用的试剂和设备：稀 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 溶液，通风设备]

(3) Ag的抗菌性能．纳米Ag表面能产生 $\text{[math]}$ 杀死细菌（如图所示），其抗菌性能受溶解氧浓度影响．

①纳米Ag溶解产生 $\text{[math]}$ 的离子方程式为．

②实验表明溶解氧浓度过高，纳米Ag的抗菌性能下降，主要原因是．

综合题困难

2. 半水煤气(含有 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，以及少量的 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ )经提纯后可获得工业合成氨所需的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 混合气。过程如下：

已知：① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

② $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应的方程式为： $\text{[math]}$ 。

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。请回答：

(1) 半水煤气通过溶液(填化学式)可证明有 $\text{[math]}$ 气体。

(2) 在“催化转化炉”的后半段补充通入 $\text{[math]}$ 作“冷激气”，原因是。

(3) 已知：高压下 $\text{[math]}$ 极易溶于水；用醋酸亚铜氨溶液(易被氧化)溶液可吸收 $\text{[math]}$ ，碱性焦没食子酸溶液(易受酸性气体影响)可吸收 $\text{[math]}$ 。“精制过程”需除去混合气体中的 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，请排序： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。


(a)	(b)	(c)	(d)

(4) 通过测定“催化转化炉”进出口气体中 $\text{[math]}$ 体积分数以确定 $\text{[math]}$ 转化率。取标况下 $\text{[math]}$ 进口或出口气体，经历的实验过程以及反应前后每个装置的质量变化( $\text{[math]}$ )如下：

①I、II的目的是

② $\text{[math]}$ 体积分数为(用含 $\text{[math]}$ 及 $\text{[math]}$ 的式子表示，忽略空气影响)。

(5) 下列说法正确的是____ A. “煤气发生炉”应先通 $\text{[math]}$ 后通 $\text{[math]}$ B. 采用饱和 $\text{[math]}$ 溶液吸收 $\text{[math]}$ 会造成管道堵塞 C. 吸收塔内放置空心瓷环可提高 $\text{[math]}$ 的吸收率 D. 半水煤气中的 $\text{[math]}$ 会导致 $\text{[math]}$ 催化剂失效

综合题困难

3. 工业上以工业废渣(主要含CaSO₄·2H₂O，还含少量SiO₂、Al₂O₃、 FeO、Fe₂O₃)为原料制取(NH₄)₂SO₄晶体和轻质CaCO₃ ，其实验流程如下：

已知：金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围[ pH =8.5时Al(OH)₃开始溶解]

金属离子	Al³⁺	Fe³⁺	Fe²⁺	Ca²⁺
开始沉淀时pH	3.4	2.7	7.6	11.3
完全沉淀时pH	4.7	3.7	9.6

回答下列问题：

(1) 提高废渣脱硫速率的方法是 (写两点) 。

(2) 在“脱硫”中CaSO₄可以较完全的转化为CaCO₃ ，用沉淀溶解平衡原理解释选择(NH₄)₂CO₃的原因。[K_sp(CaSO₄)=4.8×10^-5 ， K_sp(CaCO₃)=3×10^-9]

(3) 从滤液1中获取(NH₄)₂SO₄晶体必要的操作是、、过滤等。

(4) 下列可检验H₂O₂是否过量的试剂是____ (填字母) A. KSCN B. K₃[Fe(CN)₆] C. KMnO₄

(5) “调pH”除铁和铝时，应调节溶液的pH范围为。

(6) 利用轻质CaCO₃可以按照以下流程制得过氧化钙晶体。步骤②中反应的化学方程式为；将步骤③过滤得到的白色晶体依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，判断晶体已经洗涤干净的方法是；使用乙醇洗涤的目的是。

综合题困难

	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
开始沉淀pH	1.9	4.2	6.2
沉淀完全pH	3.2	6.7	8.2