(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%,主要成分为题目内容:(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MnO2的水合物,且含有显著量的Pb2 、Sn2 等重金属杂质。本工艺采用的木屑富含的纤维素在较浓硫酸的作用下膨胀、水解生成还原糖,酸性条件下,可与二氧化锰反应生成可溶性的硫酸锰。 (1)工业上电解硫酸锰的水溶液生产金属锰,阳极的电极反应式为。 (2)写出木屑水解反应的化学方程式:。配平浸出步骤反应方程式C6H12O6 MnO2 H2SO4→ MnSO4 CO2 H2O (3)若取消除酸操作步骤,将会产生气体(填化学式)而污染环境; (4)本工艺的一种副产品是重要的农业生产资料,写出其化学式; (5)取一定量的阳极泥进行实验分析,得到如下图像。硫酸的最合适用量为mL,若再增加硫酸的用量,将会导致(填化学式)的消耗量增大。 (6)某阳极泥中MnO2(相对分子质量为87)的质量分数为50.0%,将174g该阳极泥与320g36.5%的浓盐酸混合加热,则产生的氯气在标准状况下应少于L。(假设阳极泥中的其它成分不参与反应) 最佳答案:(1)4OH- -4e-=O2 2H2O 或2H2O – 4e-=O2↑ 4H (2)(C6H10O5)n nH2O (3)H2S或SO2(写出其中一个即得分)(4)(NH4)2SO4(5)28,CaCO3(6)17.92 答案解析:(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-=O2 2H2O。 (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(C6H10O5)n nH2O (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H2S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(NH4)2SO4,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CaCO3的消耗量增大。 (6)二氧化锰的质量=174g×0.5=87g,物质的量是1mol。氯化氢的物质的量=320g×36.5%÷36.5g/mol=3.2mol。根据反应式MnO2+4HCl(浓)△MnCl2+2H2O+Cl2↑可知二氧化锰过量,因此产生的氯气物质的量是3.2mol÷4=0.8mol,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0.8mol,即小于0.8mol×22.4L/mol=17.92L。 考点核心:配平简介:化学反应方程式严格遵守质量守恒定律,书写化学反应方程式写出反应物和生成物后,往往左右两边各原子数目不相等,不满足质量守恒定律,这就需要通过配平来解决。
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