(16分) 以电解法生产金属锰产生的阳极泥中,其锰含量高达40%~50%,主要成分为MnO 2 的水合物,且含有显

(16分) 以电解法生产金属锰产生的阳极泥中,其锰含量高达40%~50%,主要成分为MnO 2 的水合物,且含有显,第1张

(1)4OH - -4e - =O 2  + 2H 2 O 或2H 2 O – 4e - =O 2 ↑  + 4H +

(2)(C 6 H 10 O 5 )n + nH 2 O nC 6 H 12 O 6 ; C 6 H 12 O 6 + 12MnO 2 + 12H 2 SO 4 →12MnSO 4 + 6CO 2 ↑+18H 2 O。

(3)H 2 S或SO 2 (写出其中一个即得分)  (4)(NH 4 ) 2 SO 4   (5)28,CaCO 3    (6)1792

试题分析:(1)电解池中阳极失去电子,发生氧化反应,则工业上电解硫酸锰的水溶液生产金属锰时阳极是溶液中的氢氧根离子放电产生氧气,其电极反应式为为4OH - -4e - =O 2  + 2H 2 O。

(2)木屑中含有纤维素,在硫酸的作用下水解生成葡萄糖,则水解反应的化学方程式为(C 6 H 10 O 5 )n + nH 2 O nC 6 H 12 O 6 ;根据反应式可知葡萄糖中碳元素的化合价从0价升高到+4价,失去4个电子,而锰元素的化合价从+4价降低到+2价,得到2个电子,因此还原剂与氧化剂的物质的量之比是1:12,所以配平后的化学方程式为 C 6 H 12 O 6 + 12MnO 2 + 12H 2 SO 4 →12MnSO 4 + 6CO 2 ↑+18H 2 O。

(3)若取消除酸操作步骤,则在后续操作中需要加入硫化铵,因此氢离子与硫离子结合生成H 2 S气体而污染环境。

(4)根据流程图可知溶液中的硫酸根与溶液中的铵根结合生成(NH 4 ) 2 SO 4 ,硫酸铵可用于化肥。

(5)根据图像可知,当硫酸用量达到28ml时,锰的浸出率几乎不再增加,因此硫酸的最合适用量为28mL由于过量的硫酸需要通过碳酸钙除去,因此若再增加硫酸的用量,将会导致CaCO 3 的消耗量增大。

(6)二氧化锰的质量=174g×05=87g,物质的量是1mol。氯化氢的物质的量=320g×365%÷365g/mol=32mol。根据反应式MnO 2 +4HCl(浓) △ MnCl 2 +2H 2 O+Cl 2 ↑可知二氧化锰过量,因此产生的氯气物质的量是32mol÷4=08mol,但由于随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐降低,所以实际产生的盐酸的物质的量小于08mol,即小于08mol×224L/mol=1792L。

Ⅰ.(1)过滤所需的玻璃仪器有:烧杯、漏斗、玻璃棒,故答案为:漏斗、玻璃棒;

(2)根据表中的信息,Au+6HNO3(浓)=Au(NO3)3+3NO2↑+3H2O,并且Au3++4Cl-=AuCl4-,在王水中,含有浓硝酸和浓盐酸,浓盐酸含有大量氯离子,Au3+离子与氯离子形成稳定的AuCl4-离子,使反应1平衡向右移动,则金溶于王水中,

故答案为:浓盐酸含有大量氯离子,Au3+离子与氯离子形成稳定的AuCl4-离子,使反应②平衡向右移动,则金溶于王水中;

Ⅱ.(3)气体通过B装置后还剩二氧化硫和氧气、水蒸气,水蒸气能影响实验的测定,所以必须通过干燥剂吸收水分,所以浓硫酸的作用是:吸收水份干燥气体,

故答案为:吸收水份干燥气体;

(4)无水硫酸铜的组成元素以及该气体不溶于水,所以该气体为氧气,A装置加热硫酸铜生成三氧化硫和氧气、二氧化硫、和氧化铜,方程式为:3CuSO4

  △  
 
3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑,O2的物质的量为:
0112L
224L/mol
=0005mol,则SO3为0005mol,故答案:O2;0005mol;

(5)加热硫酸铜生成三氧化硫和氧气、二氧化硫、和氧化铜,方程式为:3CuSO4

  △  
 
3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑,故答案为:3CuSO4
  △  
 
3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑;

(6)装置内部有气体滞留,气体吸收不完全;称量造成的误差;读数造成的误差都是造成误差的因素,故答案为:装置内部有气体滞留,气体吸收不完全;称量造成的误差.

铜电解液含有的成分主要有:硫酸铜、硫酸、水、添加剂(包括骨胶、硫脲、阿维通或者干络素、盐酸)、阳极泥(重金属)以及砷锑铋等杂质。一般铜离子含量48g/L、硫酸含量180-200g/L。电解过程中,最好配备过滤器,减少电解液漂浮和悬浮阳极泥量。

据我所知,某厂是不用过滤器的,同样生产正常。可以通过控制净液量来维持电解液成分稳定。

(1)根据阳极泥的成分和流程图及题目要求,主要反应是铜与硫酸及空气中氧气的反应,反应的方程式为2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O,

②根据题目中所给表格②中数据分析,可知当硫酸浓度为2 molL-1、浸出温度30℃时浸出率太低,硫酸浓度为3 molL-1、浸出温度40℃时浸出率已较高,再增大浓度和升温对浸出率影响不大,但会浪费能源;故可知步骤I最适合的条件为 硫酸浓度3 molL-1、浸出温度40℃.

故答案为:2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O;硫酸浓度3 molL-1、浸出温度40℃硫酸浓度3 molL-1、浸出温度40℃;

(2)步骤Ⅱ中,加入NaCl的目的显然是使Ag+转化为氯化银沉淀而除去,

故答案为:除去滤液中的Ag+;

(3)使结晶水合物从溶液中结晶析出的步骤是:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等,

故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;

(4)硒和碲不溶于水,步骤Ⅳ中,反应温度为75℃.加入H2O2溶液的作用为氧化滤渣中的硒和碲,使其进入溶液中;此过程中H2O2溶液的添加量要远远高于理论值,原因是:从速率及平衡角度考虑,可增加硒和碲的浸出率,;H2O2会有部分分解

故答案为:氧化滤渣中的硒和碲,使其进入溶液中;增加硒和碲的浸出率、H2O2会有部分分解;

(5)根据流程图中的反应物和生成物,可知反应的方程式为Na2SeO3+2Na2SO3+2HCl=Se+2Na2SO4+2NaCl+H2O,

故答案为:Na2SeO3+2Na2SO3+2HCl=Se+2Na2SO4+2NaCl+H2O;

(6)根据反应物Na2TeO3和生成物Te,结合碱性条件,阴极应发生还原反应,根据守恒即可写出其电极反应式TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-,

故答案为:TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-;

(7)根据金属活动性顺序等性质,可知Ag可溶于稀硝酸而Au不溶,故稀硝酸可分离Ag、Au,但Ag、Au均不溶于浓盐酸 及浓氢氡化钠溶液,均溶于王水,所以浓盐酸、浓氢氡化钠溶液、王水均不能分离Ag、Au.

故答案为:A.

铜的电解提纯:将粗铜(含铜99%)预先制成厚板作为阳极, 纯铜制成薄片作阴极,以硫酸(H2SO4)和硫酸铜( CuSO4)的混和液作为电解液。通电后, 铜从阳极溶解成铜离子(Cu)向阴极移动, 到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜(亦称电解铜)。 粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子( Zn和Fe)。由于这些离子与铜离子相比不易析出, 所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阳极上析出。 比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。 这样生产出来的铜板,称为“电解铜”,质量极高, 可以用来制作电气产品。 沉淀在电解槽底部的称为“阳极泥”,里面富含金银, 是十分贵重的,取出再加工有极高的经济价值。 阴极铜: 成分含量成分 含量 铜+银(Cu+Ag) 9996 锡(Sn) ≤00007 砷(As) ≤000059 镍(Ni) ≤00005 锑(Sb) ≤000054 锌(Zn) ≤0002 铁(Fe) ≤00006 硫(S) ≤00012 铅(Pb) ≤00010 磷(P) ≤00001 铜的电解提纯:将粗铜(含铜99%)预先制成厚板作为阳极, 纯铜制成薄片作阴极,以硫酸(H2SO4)和硫酸铜( CuSO4)的混和液作为电解液。通电后, 铜从阳极溶解成铜离子(Cu)向阴极移动, 到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜(亦称电解铜)。 粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子( Zn和Fe)。由于这些离子与铜离子相比不易析出, 所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阳极上析出。 比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。 这样生产出来的铜板,称为“电解铜”,质量极高, 可以用来制作电气产品。沉淀在电解槽底部的称为“阳极泥”, 里面富含金银,是十分贵重的,取出再加工有极高的经济价值。 阴极铜即铜电解提纯过程中在阴极上析出的铜,其实也就是电解铜。 你所说的紫铜,应该属于粗铜范畴。其本质区别, 在于铜材中铜与其他金属元素的含量比例。

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