【化学选修2 -化学与技未】
I.某含锰矿物的主要成分有MnCO
3、MnO
2、FeCO
3、SiO
2、A1
2O
3等。已知FeCO
3、MnCO
3难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰,主要物质转化关系如下:

(1)设备Ⅰ中反应后,滤液1里锰元素只以Mn
2+的形式存在,且滤渣1中也无MnO
2。 滤渣1的主要成分是
(填化学式)。
(2)设备1中发生氧化还原反应的离子方程式是
。
(3)设备2中加足量双氧水的作用是
。设计实验方案检验滤液2中是否存在Fe
2+:
。
(4)设备4中加入过量氢氧化钠溶液,沉淀部分溶解,用化学平衡移动原理解释原因:
。
(5)设备3中用阴离子膜法提取金属锰的电解装置如图:

①电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向;则A电极是直流电源的
极。实际生产中,阳极以稀硫酸为电解液,阳极的电极反应式为__
___。
②该工艺之所以采用阴离子交换膜,是为了防止Mn
2+进入阳极区发生副反应生成MnO
2造成资源浪费,写出该副反应的电极反应式
。

II.冰铜矿的主要成分是Cu
2S、FeS,含有少许Al
2O
3和SiO
2杂质。由冰铜矿冶炼金属铜的流程如下:
已知各离子沉淀的范围如下表
离子
| Fe3+
| Fe2 +
| Cu2+
|
开始沉淀pH
| 1.9
| 7.0
| 6.7
|
沉淀完全pH
| 3.4
| 9.0
| 10.0
|
请回答下列问题:
(1)将冰铜矿粉碎的目的是提高浸出率,另外一种提高浸出率的措施是
。
(2)溶液1的成分是
,若向其中通入足量的CO
2可以析出的沉淀是
,此时溶液中的溶质将变成
。
(3)沉淀1加入H
2O
2和稀H
2SO
4后,溶液中阴离子只有SO
42-,金属阳离子有Cu
2+和F
3+,则该过程的离子方程式为:
。
(4)溶液2调节的pH范围为
。
(5)对红褐色沉淀进行洗涤并干燥处理,可以得到纯净的Fe(OH)
3,可用于制备红色颜料Fe
2O
3。检验红褐色沉淀是否洗净的方法是
。
(6)用惰性电极对溶液3进行电解,电解CuSO
4溶液的化学方程式为:
;当两极共产生标准状况下44.8 L气体且阴阳两极产生的气体体积之比为1: 1时,则析出的铜的质量为
。