Question

18．某工業(yè)生產(chǎn)的廢液中含有FeCl₂、FeCl₃、AlCl₃、MnCl₂，欲從中提取MnCl₂，方案如下：加H₂O₂溶液氧化；調(diào)節(jié)pH，產(chǎn)生沉淀X；過濾，得MnCl₂溶液．已知各金屬離子沉淀的pH范圍如下：

離子	Fe3+	Al3+	Fe2+	Mn2+
開始沉淀的pH	2.7	3.7	7.0	7.8
沉淀完全的pH	3.7	4.7	9.6	9.8

（1）加入H₂O₂的目的是將亞鐵離子氧化為鐵離子；調(diào)節(jié)pH的范圍是4.7～7.8；
（2）向沉淀X中加入NaOH溶液，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，過濾后將所得沉淀加熱后得紅棕色固體，寫出高溫下該固體與金屬鋁的反應(yīng)方程式：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；
（3）一定條件下電解含Mn²⁺的溶液可以制得MnO₂，生成MnO₂的電極反應(yīng)式為Mn²⁺-2e^-+2H₂O=MnO₂+4H⁺，同時在另一極還能獲得一種清潔能源是H₂．

Answer 1

分析 廢液中含有FeCl₂、FeCl₃、AlCl₃、MnCl₂，欲從中提取MnCl₂，加H₂O₂溶液氧化亞鐵離子，調(diào)節(jié)pH在4.7～7.8，可是鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀，則X為Al（OH）₃、Fe（0H）₃，氫氧化鋁具有兩性，與NaOH反應(yīng)，可與氫氧化鐵分離；
氫氧化鐵分解生成氧化鐵，Al與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)；電解含Mn²⁺的溶液可以制得MnO₂，則Mn失去電子，陰極上生成氫氣．

解答 解：（1）加入H₂O₂的目的是將亞鐵離子氧化為鐵離子；為使鐵離子、鋁離子完全轉(zhuǎn)化為沉淀，而錳離子不能轉(zhuǎn)化為沉淀，則調(diào)節(jié)pH的范圍是4.7～7.8，
故答案為：將亞鐵離子氧化為鐵離子；4.7～7.8；
（2）調(diào)節(jié)pH在4.7～7.8，可是鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀，則X為Al（OH）₃、Fe（0H）₃，加NaOH溶液發(fā)生的反應(yīng)為NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，氫氧化鐵分解生成氧化鐵，Al與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，
故答案為：NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O；2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；
（5）電解含Mn²⁺的溶液可以制得MnO₂，可知陽極反應(yīng)為Mn²⁺-2e^-+2H₂O=MnO₂+4H⁺，在陰極上發(fā)生2H₂O+4e^-=2H₂↑+4OH^-，H₂燃燒產(chǎn)物只有水，為清潔能源，
故答案為：Mn²⁺-2e^-+2H₂O=MnO₂+4H⁺；H₂．

點評 本題考查混合物分離提純的綜合應(yīng)用，為高頻考點，把握分離實驗中發(fā)生的反應(yīng)、混合物分離方法、表格及信息的應(yīng)用等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實驗?zāi)芰Φ目疾椋�題目難度不大．