Question

【題目】利用酸性含錳廢水（主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+）可制備高性能磁性材料（MnCO3）及純凈的氯化銅晶體（CuCl22H2O）。工業(yè)流程如下：

已知：幾種金屬離子沉淀的pH如表

金屬離子	Fe2+	Fe3+	Cu2+	Mn2+
開始沉淀的pH	7.5	3.2	5.2	8.8
完全沉淀的pH	9.7	3.7	6.4	10.4

回答下列問題：

（1）過程①中，MnO2在酸性條件下可將Fe2+氧化為Fe3+，反應的離子方程式為

（2）過程②中，所得濾渣W的成分是 。

（3）過程③中，調(diào)pH=6.4目的是 。

（4）過程④中，若生成的氣體J可使澄清的石灰水變渾濁，則生成MnCO3反應的離子方程式是 。

（5）將濾渣Q溶解在過量的鹽酸中，經(jīng)過 ，過濾、洗滌、低溫烘干，即可獲得純凈的氯化銅晶體（CuCl22H2O）。

（6）過程④中，298K、c(Mn2+)為1.05mol/L時，實驗測得MnCO3的產(chǎn)率與溶液pH、反應時間關系如右圖。

據(jù)圖中信息，你選擇的最佳pH是 ；理由是 。

（7）從濾液C可得到的副產(chǎn)品是 （填化學式）。

Answer 1

【答案】（1）MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O； （2）Fe(OH)3和過量的MnO2

（3）使Cu2+ 完全沉淀為Cu(OH)2

（4）Mn2++2HCO3－= MnCO3 ↓+ CO2↑+H2O

（5）加熱濃縮，降溫結晶 (其它合理答案也給分)

（6）7.0（1分） pH等于7.0時反應速率最快，且MnCO3產(chǎn)率最高 （7）NH4Cl（1分）。

【解析】

試題分析：(1)在過程①中，MnO2在酸性條件下可將Fe2+氧化為Fe3+，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得反應的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；(2)在過程②中，向溶液中加入氨水，調(diào)節(jié)溶液的pH=3.7，這時溶液中的Fe3+會形成Fe(OH)3沉淀，過量的MnO2也以固體形式存在，所以所得濾渣W的成分是Fe(OH)3和MnO2；(30過程③中，調(diào)pH=6.4目的是使溶液中Cu2+完全沉淀為Cu(OH)2而除去；（4）過程④中，若向含有Mn2+的溶液中加入NH4HCO3溶液，生成的氣體J可使澄清的石灰水變渾濁，則生成MnCO3反應的離子方程式是Mn2++2HCO3－= MnCO3 ↓+ CO2↑+H2O；（5）將濾渣Q是Cu(OH)2，將其溶解在過量的鹽酸中，得到CuCl2溶液，該物質的溶解度隨溫度的升高而增大，所以溶液經(jīng)過加熱濃縮，降溫結晶，過濾、洗滌、低溫烘干，即可獲得純凈的氯化銅晶體(CuCl22H2O)。(6)據(jù)圖中信息，你選擇的最佳pH是7.0，原因是pH=7.0時，反應速率最快，而且MnCO3沉淀率最高；（7） 根據(jù)元素守恒可知：從濾液C可得到的副產(chǎn)品是NH4Cl。