由废电池制备碳酸锰

碳酸锰生产工艺引言碳酸锰是一种重要的化学品，广泛应用于电池、陶瓷、玻璃等行业。

本文将详细介绍碳酸锰的生产工艺，从原料准备、制备工艺到产品提纯，全面探讨碳酸锰生产的关键步骤和技术。

原料准备1.选用优质锰矿石作为原料，确保锰含量达到要求。

2.将锰矿石进行破碎、磁选、洗涤等处理，去除杂质和有害物质。

制备工艺1. 浸出工艺1.将经过处理的锰矿石与稀硫酸溶液进行浸出反应。

2.通过控制浸出温度、时间和浸出液的浓度，使得锰溶出率达到最大化。

3.确保浸出液中没有明显的悬浮固体，可采用过滤、离心等方法进行固液分离。

2. 沉淀工艺1.将浸出液转移到沉淀槽中，加入氨水或氢氧化钠等碱性剂。

2.进行沉淀反应，使得溶液中的锰离子转化为沉淀。

3.控制pH值、温度和反应时间，确保沉淀得到充分形成。

3. 过滤和洗涤1.将沉淀与水进行混合，形成悬浮液。

2.通过过滤，去除悬浮液中的固体颗粒。

3.用清水对沉淀进行洗涤，去除杂质和残余溶液。

产品提纯1. 产品干燥1.将洗涤后的沉淀放置在通风良好的条件下，进行自然干燥或采用加热干燥的方法。

2.确保产品达到规定的含水量，并具备良好的流动性。

2. 产品研磨和筛分1.将干燥的碳酸锰进行研磨，使得颗粒达到所需的粒度要求。

2.通过筛分，分离出符合要求的颗粒大小。

3. 产品包装和质检1.将碳酸锰装入密封包装袋或容器中，避免产品受潮和污染。

2.进行质量检验，检测产品的化学纯度、颗粒大小、含水量等指标。

结论通过对碳酸锰生产工艺的全面讨论，我们了解了碳酸锰的制备步骤，包括原料准备、浸出工艺、沉淀工艺、过滤和洗涤过程，以及产品的提纯和质检。

只有在严格控制每个工艺环节的条件和参数的基础上，才能生产出高质量的碳酸锰产品。

一种碳酸锰提纯方法
碳酸锰是一种广泛应用的化学品，其用途涵盖电池、耐火材料、玻璃制造等领域。

同时，也是一种优秀的锰源，经过提纯后，可以用于冶金、医药、种植业等领域。

本文将介绍一种碳酸锰提纯方法。

碳酸锰的提纯主要通过碱浸法实现。

具体步骤如下：
1. 原料准备：将含碳酸锰的矿石破碎并筛分，选取质量较好的碳酸锰矿石。

2. 碱浸：将碳酸锰与氢氧化钠（NaOH）混合，加入适量的水，使其形成泥浆状。

将泥浆置于反应釜中，加热至一定温度（一般为80℃-120℃），使碳酸锰与氢氧化钠发生化学反应。

反应后，碳酸锰被转化成了易于溶解的锰酸钠，其中不溶性杂质被沉淀。

3. 过滤：将反应液过滤，分离出沉淀。

沉淀经水洗和干燥处理后，即为提纯过的碳酸锰。

4. 溶解：将干燥后的碳酸锰沉淀加入稀盐酸（HCl）或硫酸（H2SO4）中，待其完全溶解。

经过溶解后，锰离子与不溶性杂质分离，便可得到纯度较高的锰离子溶液。

5. 沉淀：加入足量的碳酸钙（CaCO3），使得溶液中的锰离子与碳酸钙反应形成沉淀。

沉淀后，经过过滤、水洗和干燥处理，得到纯度更高的碳酸锰。

6. 烧结：将沉淀经过热处理，使其转化成氧化锰（MnO2）。

热处理的温度和时间需要根据实际情况进行调节，一般在800℃-1000℃之间。

7. 粉碎：将氧化锰研磨制成细粉，即可得到最终的碳酸锰产品。

通过以上步骤，可以获得纯度高、杂质少的碳酸锰。

这种提纯方法具有成本低、操作简便、效率高等特点，是一种较为经济实用的碳酸锰生产技术。

高考化学工艺流程题练习1．废旧电池进入环境后，对人体带来一系列的致畸、致癌、致变等危害．废电池中主要有铜帽（含Cu、Zn）、锌壳、铁片、石墨、填充物（MnO2、NH4Cl），以下是对废旧电池进行资源化处理的方法．（1）操作A的名称为_________，滤渣的成分为_________．（2）填充物用60℃温水溶解，目的是为了加快溶解速率，但必须控制温度不能太高，其原因是_________．（3）铜帽溶解时加入H202的目的是（用化学方程式表示）_________．铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H202除去．除去H202的简便方法是_________．（4）碱性锌锰电池的电解质为KOH，总反应为：Zn+2MnO2+2H20=2MnOOH+Zn（OH）2，其负极的电极方程式为_________．2．银铜合金广泛用于航空工业．从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：（注：Al（OH）3和Cu（OH）2开始分解的温度分别为450℃和80℃）（1）电解精炼银时，阴极反应式为_________；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为_________．（2）固体混合物B的组成为_________；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH 过量，则因过量引起的反应的离子方程式为_________．（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：_________CuO+_________Al2O3_________CuAlO2+_________↑（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为_________mol CuAlO2，至少需要1.0mol•L﹣1的Al2（SO4）3溶液_________L．（5）CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是_________、过滤、洗涤和干燥．\3．钨是高熔点金属，工业上用黑钨铁矿[（Fe，Mn）WO4]冶炼金属钨有多种方法，同时还可制得副产品高锰酸钾已知WO3是钨的稳定氧化物，它不溶于水也不溶于酸，可用钨酸（H2WO4，黄色，不溶于水）或某些钨酸盐分解制得．其主要的工艺流程如下：请根据图示及所学知识回答下列问题：（1）写出反应④的化学方程式：_________．（2）写出反应⑨的离子方程式：_________．（3）方法二制WO3的过程中，需洗涤CaWO4，如何检验CaWO4已洗涤干净：_________．（4）整个工艺流程所涉及的物质中，属于酸性氧化物的有_________．（5）写出反应⑩中阳极反应的电极反应式：_________．4．海水是地球的元素宝库，即便在提取氯化钠、溴、镁后的“废液”中，仍然可以提取有用物质，如碘．应用这种“废液”提取碘的工艺流程如图所示．（1）步骤③加铁粉的目的是_________．（2）写出步骤④中反应的离子方程式：_________．（3）上述生产流程中，可以循环利用的副产物是_________．（4）操作⑤的名称是_________，选用的试剂是_________．5．工业生产纯碱的工艺流程示意图如下所示，其中向粗盐水中加入的沉淀剂A、B分别为氧化钙和碳酸钠．请回答下列问题：（1）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、_________、沉淀、过滤、_________、冷却结晶、过滤、烘干．若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：_________．（2）实验室中，用提纯得到的NaCl配制500mL 1.00mol．L﹣1NaCl溶液，使用的仪器除药匙、玻璃棒、量筒外，还需要_________（填仪器名称）．（3）生产纯碱的工艺流程中，碳酸化时析出NaHCO3晶体，没有析出Na2CO3晶体的原因是_________．碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是（写化学式）_________，检验这一部分的阴离子的具体方法是_________．（4）本工艺流程中氨是循环使用的，为此，向滤液D中加入石灰水产生氨．写出该反应的离子方程式_________．（5）产品纯碱中含有碳酸氢钠，如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为（请注明你的表达式中所用的有关符号的含义）：_________．6．废旧锂离子电池的正极材料（主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等）可用于回收钴、锂，工艺流程如下：（1）在上述溶解过程中，S2O32﹣被氧化成SO42﹣，LiCoO2在溶解过程中发生反应的化学方程式为_________，还原产物是_________．（2）在上述除杂过程中，通入空气的作用是_________．废渣的主要成分是_________．（3）“沉淀钴”和“沉淀锂”的离子方程式分别为_________、_________．（4）除了废渣可以回收利用外，本工艺还可回收的副产品是_________．7．硝酸铝广泛用于有机合成、印染工业等．工业上以铝灰为原料（主要成分为Al，含少量Al2O3、Fe2O3、SiO2、CaO、MgO等）制备硝酸铝的工艺流程如下：已知：Al（OH）3沉淀和溶解的pH如下表：Al（OH）3开始沉淀沉淀完全沉淀开始溶解沉淀完全溶解pH 3.3 5.0 7.8 12.8回答下列问题：（1）碱溶时，发生主反应的离子方程式为_________．（2）工艺流程中第一次加入硝酸调pH=7.0的目的是_________．pH=7.0时，溶液中c（Al3+）=________、（通常条件下，Ksp[Al（OH）3]=1.3×10﹣33）．（3）若忽略杂质跟酸、碱的反应，则在碱溶、调pH=7.0、酸溶过程中，理论上消耗碱、酸的物质的量之比n1（NaOH）：n2（HNO3）：n3（HNO3）=_________．（4）现用1t铝灰制硝酸铝晶体[Al（NO3）3•9H2O]，最后生产出7.5t硝酸铝晶体．若生产过程中铝元素的损失率为10%，计算铝灰中铝元素的质量分数．8．21世纪是钛的世纪．如下图是利用钛白粉（TiO2）生产海绵钛（Ti）的一种工艺流程：已知：①Mg（s）+Cl2（g）═MgCl2（s）；△H=﹣641kJ/mol②Cl2（g）+Ti（s）═TiCl4（l）；△H=﹣385kJ/mol（1）钛自粉是利用TiO2+发生水解生成钛酸（H2TiO3）沉淀，再煅烧沉淀制得的．TiO2+发生水解的离子方程式为_________；（2）反应Ⅰ在800～900℃下进行，还生成一种可燃性无色气体，该反应的化学方程式为：_________；（3）反应Ⅱ的热化学方程式为_________；（4）该工艺流程中，可以循环使用的物质有_________；（5）在800～1000℃时电解TiO2也可制得海绵钛，装置如右图所示．图中b是电源的_________极，阴极的电极反应式为_________．9．已探明我国锰矿储量占世界第三位，但富矿仅占6.4%，每年尚需进口大量锰矿石．有人设计了把我国的贫菱锰矿（MnCO3含量较低）转化为高品位“菱锰矿砂”（MnCO3含量高）的绿色工艺．该工艺流程如图所示：已知焙烧反应①的化学方程式：（NH4）2SO4+MnCO3MnSO4+2NH3↑+CO2↑+H2O．（1）写出反应②的离子方程式_________．（2）上述工艺流程中，可以循环利用的物质有（NH4）2SO4、_________、_________．从物料平衡角度看，理论上生产过程中_________（填“需要”或者“不需要”）添加（NH4）2SO4．（3）向物质的量浓度均为0.01mol•L﹣1的MnCl2和BaCl2混合溶液中，滴加Na2CO3溶液，先沉淀的是_________（填离子符号）；当两种沉淀共存时，溶液中=_________[K sp（BaCO3）=8.1×10﹣9，K sp（MnCO3）=1.8×10﹣11]．10．碳酸锰，俗称“锰白”，是生产电讯器材软磁铁氧体的原料，也是制备Mn2O3、MnO2等锰的氧化物的重要原料，工业上有广泛的用途．工业上以软锰矿（主要成分MnO2）和黄铁矿（主要成分FeS2）为主要原料制备碳酸锰（MnCO3难溶，分解温度较高）的一种工艺流程如图：已知：几种金属离子沉淀的pH如表Fe2+Fe3+Cu2+Mn2+开始沉淀的pH 7.5 3.2 5.2 8.8完全沉淀的pH 9.7 3.7 7.8 10.4回答下列问题：（1）为了提高溶浸工序中原料的浸出效率，可以采取的措施有（）A．适当升高温度B．搅拌C．研磨矿石D．加入足量的蒸馏水（2）溶浸过程中发生的主要反应如下，请完成并配平该反应的离子方程式．2FeS2+15MnO2+_________ _________=_________Fe3++__________________+__________________+_________SO42﹣（3）除铁工序中，先加入适量的软锰矿，其作用是，再加入石灰调节溶液的pH的范围为_________．（4）净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质．若测得滤液中c（F﹣）=0.01 mol•Lˉ1 ，滤液中残留c（Ca2+）=_________mol•L﹣1．[已知：K sp（CaF2）=1.46×10ˉ10]（5）沉锰工序中，298K、c（Mn2+）为1.05 mol•Lˉ1时，实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间关系如图．对比不同反应条件下的曲线，仅据图中信息，你能获得的结论是_________（6）副产品的主要成分_________．11．高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂．以下是工业上用软锰矿（主要成分MnO2）制备高锰酸钾的一种工艺流程．请回答：（1）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂．其消毒机理与_________（填字母）相同．a．NaClO溶液b．乙醛c．双氧水 d.75%的酒精（2）操作Ⅰ的名称是_________；硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生主要反应的化学方程式为_________（3）上述流程中可以循环使用的物质有_________和_________（填化学式）．若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1mol MnO2可制得_________mol KMnO4．（4）MnO2在酸性条件下具有强氧化性，可被还原为Mn2+．写出MnO2与浓盐酸制取氯气的化学方程式_________为验证MnO2具有强氧化性，下列方案可行的是_________（填字母）A．MnO2固体加入到FeCl3溶液中，再加KSCN溶液，观察溶液是否变红B．MnO2固体加入到Na2SO3溶液中，再加BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀生成C．MnO2固体加入到FeSO4与KSCN的酸性混合液中，观察溶液是否变红（5）酸性KMnO4与H2C2O4溶液反应，反应开始时溶液褪色较慢，反应一段时间后褪色会迅速加快，其原因是_________．12．黄铁矿是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料．某化学兴趣小组对某黄铁矿石（主要成分为FeS2）进行如下实验探究．【实验一】：测定硫元素的含量I．将m1g该黄铁矿样品放入如下图所示装置（夹持和加热装置省略）的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全得到红棕色固体和一种刺激性气味的气体．写出石英管中发生反应的化学方程式为：_________．Ⅱ．反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：问题讨论：（1）I中，甲中所盛试剂是_________．（2）Ⅱ中，所加H2O2溶液需足量的理由是_________；发生反应的离子方程式为_________．（3）该黄铁矿石中硫元素的质量分数为_________．【实验二】：设计以下实验方案测定铁元素的含量问题讨论：（4）②中，若用铁粉作还原剂，则所测得的铁元素的含量_________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”，下同）；若将稀释液久置后再用酸性KMnO4滴定，则所测得的铁元素的含量_________．（5）③中，需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有_________．（6）某同学一共进行了三次滴定实验，三次实验结果记录如下：实验次数第一次第二次第三次消耗KMnO4溶液体积/mL 26.42 25.05 24.95根据所给数据，计算该稀释液中Fe2+的物质的量浓度为c=_________．（提示：5Fe2++MnO4﹣+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O）13．信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了威胁．某研究性学习小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：（1）第①步Cu与酸反应的离子方程式为_________．（2）第②步加H2O2的作用是_________．（3）该探究小组提出两种方案测定CuSO4•5H2O晶体的纯度．方案一：取a g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀．用0.100 0mol•L﹣1Na2S2O3标准溶液滴定（原理为I2+2S2O2﹣═2I﹣+S4O2﹣），到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL．①滴定过程中可选用_________作指示剂，滴定终点的现象是_________．②CuSO4溶液与KI反应的离子方程式为_________．方案二：取a g试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用c mol•L﹣1EDTA（H2Y2﹣）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液6mL．滴定反应如下：Cu2++H2Y2﹣═CuY2﹣+2H+．③写出计算CuSO4•5H2O质量分数的表达式w=_________．④下列操作会导致CuSO4•5H2O含量的测定结果偏高的是_________（填字母）．a．未干燥锥形瓶b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c．未除净可与EDTA反应的干扰离子．14．已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质（与酸不不反应）．某化学兴趣小组在实验室条件下用以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯，并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定．步骤一：电解精制：请回答以下问题：Ⅰ．电解时，粗铜应与电源的_________极相连．阴极上的电极反应式为_________电解过程中，硫酸铜的浓度会变小，原因是锌，铁与硫酸铜发生置换反应．步骤二：电解完成后，该小组同学按以下流程对电解液进行处理：（1）阳极泥的综合利用：Ⅱ．稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，请你写出该步反应的化学方程式：_________残渣含有极少量的黄金，如何回收金，他们查阅了有关资料，了解到了一些有关金的知识，以下是他们获取的一些极其重要的信息：序号反应平衡常数①Au+6HNO3（浓）⇌Au（NO3）3+3NO2+3H2O ＜＜1②Au3++4Cl﹣⇌AuCl4﹣＞＞1Ⅲ．从平衡常数的大小可知，金很难与硝酸反应，但却可溶于王水（浓硝酸与盐酸按体积比1：3的混合物），请你简要解释金能够溶于王水的原因：_________（2）滤液含量的测定：以下是该小组探究滤液的一个实验流程：Ⅳ．则100mL滤液中Cu2+的浓度为_________mol•L﹣1，Ⅴ．则100mL滤液中Fe2+的浓度为_________mol•L﹣1．15．废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境．实验室利用废旧铜片回收铜并制备绿矾晶体的部分实验过程如下：己知：I2+2S2O32﹣=S4O62﹣+2I﹣（1）①A中溶解时反应的化学方程式是_________；②铜片完全溶解后，需要将溶液中的H2O2除去．除去H2O2的简便方法是_________．（2）某学习小组用“间接碘量法”测定试样A中Cu2+的浓度（不含能与I﹣发生反应的杂质）．过程如下：取20.00mL试样于锥形瓶中，加入过量KI固体，充分反应后，生成白色CuI沉淀．用0.1000mol/L的Na2S2O3标准液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准液10.00mL．①CuSO4与KI反应的离子方程式为：_________．②可选用_________作滴定指示剂，滴定终点的现象是_________．③试样A中c（Cu2+）为_________mol/L．（3）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是_________A、电能全部转化为化学能B、粗铜接电源正极，发生氧化反应C、溶液中Cu2+向阳极移动D、利用阳极泥可以回收Ag、Pt、Au 等金属E、电解后CuSO4溶液浓度减小F、阳极减轻的质量等于阴极增加的质量（4）从滤液B中制取绿矾晶体的实验操作是_________、_________、过滤、洗涤．参考答案1．（1）操作A的名称为过滤，滤渣的成分为MnO2．（2）填充物用60℃温水溶解，目的是为了加快溶解速率，但必须控制温度不能太高，其原因是温度过高氯化铵受热分解．（3）铜帽溶解时加入H202的目的是（用化学方程式表示）Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O．铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H202除去．除去H202的简便方法是加热．（4）碱性锌锰电池的电解质为KOH，总反应为：Zn+2MnO2+2H20=2MnOOH+Zn（OH）2，其负极的电极方程式为Zn+2OH﹣﹣2e﹣=Zn（OH）2．2．（1）电解精炼银时，阴极反应式为Ag++e﹣=Ag；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为2NO+O2=2NO2．（2）固体混合物B的组成为Al（OH）3和CuO；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O．（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：4CuO+2Al2O34CuAlO2+O2↑（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为50.0mol CuAlO2，至少需要1.0mol•L﹣1的Al2（SO4）3溶液25.0L．（5）CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥．3．（1）写出反应④的化学方程式：2Al+WO3Al2O3+W．（2）写出反应⑨的离子方程式：3MnO42﹣+2CO2═2MnO4﹣+MnO2↓+2CO32﹣．（3）方法二制WO3的过程中，需洗涤CaWO4，如何检验CaWO4已洗涤干净：取最后一次洗涤液少量于试管中，滴入几滴AgNO3溶液，若无白色沉淀产生，则说明沉淀已洗涤干净．（4）整个工艺流程所涉及的物质中，属于酸性氧化物的有WO3、CO2．（5）写出反应⑩中阳极反应的电极反应式：MnO42﹣﹣e﹣═MnO4﹣．4．（1）步骤③加铁粉的目的是使碘化银转化成碘化亚铁和单质银．（2）写出步骤④中反应的离子方程式：2Fe2++4I﹣+3Cl2=2I2+2Fe3++6Cl﹣．（3）上述生产流程中，可以循环利用的副产物是Ag．（4）操作⑤的名称是萃取、分液，选用的试剂是CCl4．5．（1）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、溶解、沉淀、过滤、蒸发、冷却结晶、过滤、烘干．若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：液面高于滤纸边缘或滤纸破了．（2）实验室中，用提纯得到的NaCl配制500mL 1.00mol．L﹣1NaCl溶液，使用的仪器除药匙、玻璃棒、量筒外，还需要托盘天平、烧杯、500ml的容量瓶、胶头滴管（填仪器名称）．（3）生产纯碱的工艺流程中，碳酸化时析出NaHCO3晶体，没有析出Na2CO3晶体的原因是NaHCO3的溶解度小于Na2CO3．碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是（写化学式）NH4Cl，检验这一部分的阴离子的具体方法是取少量滤液，先加硝酸酸化，再滴加硝酸银溶液，有白色沉淀，该阴离子是氯离子；．（4）本工艺流程中氨是循环使用的，为此，向滤液D中加入石灰水产生氨．写出该反应的离子方程式NH4++OH﹣NH3↑+H2O．（5）产品纯碱中含有碳酸氢钠，如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为（请注明你的表达式中所用的有关符号的含义）：．6．（1）在上述溶解过程中，S2O32﹣被氧化成SO42﹣，LiCoO2在溶解过程中发生反应的化学方程式为8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+1lH2O，还原产物是CoSO4．（2）在上述除杂过程中，通入空气的作用是将Fe2+氧化成Fe3+．废渣的主要成分是A1（OH）3和Fe（OH）3．（3）“沉淀钴”和“沉淀锂”的离子方程式分别为Co2++2OH﹣=Co（OH）2↓、2Li++CO32﹣=Li2CO3↓．（4）除了废渣可以回收利用外，本工艺还可回收的副产品是Na2SO4．7．（1）碱溶时，发生主反应的离子方程式为2Al+2OH﹣+2H2O═2AlO2﹣+3H2↑．（2）工艺流程中第一次加入硝酸调pH=7.0的目的是铝离子沉淀完全．pH=7.0时，溶液中c（Al3+）= 1.3×10﹣12mol/L（通常条件下，Ksp[Al（OH）3]=1.3×10﹣33）．（3）若忽略杂质跟酸、碱的反应，则在碱溶、调pH=7.0、酸溶过程中，理论上消耗碱、酸的物质的量之比n1（NaOH）：n2（HNO3）：n3（HNO3）=1：1：3．（4）现用1t铝灰制硝酸铝晶体[Al（NO3）3•9H2O]，最后生产出7.5t硝酸铝晶体．若生产过程中铝元素的损失率为10%，计算铝灰中铝元素的质量分数．8．（1）钛自粉是利用TiO2+发生水解生成钛酸（H2TiO3）沉淀，再煅烧沉淀制得的．TiO2+发生水解的离子方程式为TiO2++2H2O═H2TiO3↓+2H+；（2）反应Ⅰ在800～900℃下进行，还生成一种可燃性无色气体，该反应的化学方程式为：2Cl2+TiO2+2C TiCl4+2CO；（3）反应Ⅱ的热化学方程式为2Mg（s）+TiCl4（l）═2MgCl2（s）+Ti（s）△H=﹣512kJ/mol；（4）该工艺流程中，可以循环使用的物质有Mg、Cl2；（5）在800～1000℃时电解TiO2也可制得海绵钛，装置如右图所示．图中b是电源的正极，阴极的电极反应式为TiO2+4e﹣→Ti+2O2﹣．9．（1）写出反应②的离子方程式Mn2++2NH3+CO2+H2O=2NH4++MnCO3↓．（2）上述工艺流程中，可以循环利用的物质有（NH4）2SO4、NH3、CO2．从物料平衡角度看，理论上生产过程中不需要（填“需要”或者“不需要”）添加（NH4）2SO4．（3）向物质的量浓度均为0.01mol•L﹣1的MnCl2和BaCl2混合溶液中，滴加Na2CO3溶液，先沉淀的是Mn2+（填离子符号）；当两种沉淀共存时，溶液中=450[K sp（BaCO3）=8.1×10﹣9，K sp （MnCO3）=1.8×10﹣11]10．（1）为了提高溶浸工序中原料的浸出效率，可以采取的措施有（AC ）A．适当升高温度B．搅拌C．研磨矿石D．加入足量的蒸馏水（2）溶浸过程中发生的主要反应如下，请完成并配平该反应的离子方程式．2FeS2+15MnO2+28H+ =2Fe3++14H2O+15Mn2++4SO42﹣（3）除铁工序中，先加入适量的软锰矿，其作用是，再加入石灰调节溶液的pH的范围为 3.7～5.2．（4）净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质．若测得滤液中c（F﹣）=0.01 mol•Lˉ1 ，滤液中残留c（Ca2+）= 1.46×10﹣6mol•L﹣1．[已知：K sp（CaF2）=1.46×10ˉ10]（5）沉锰工序中，298K、c（Mn2+）为1.05 mol•Lˉ1时，实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间关系如图．对比不同反应条件下的曲线，仅据图中信息，你能获得的结论是pH等于7.0时反应速率最快，且MnCO3产率最高（6）副产品的主要成分（NH4）2SO4．11．（1）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂．其消毒机理与ac（填字母）相同．a．NaClO溶液b．乙醛c．双氧水 d.75%的酒精（2）操作Ⅰ的名称是过滤；硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生主要反应的化学方程式为2FeSO4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Fe2（SO4）3+2H2O（3）上述流程中可以循环使用的物质有KOH和MnO2（填化学式）．若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1mol MnO2可制得mol KMnO4．（4）MnO2在酸性条件下具有强氧化性，可被还原为Mn2+．写出MnO2与浓盐酸制取氯气的化学方程式MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2 ↑+2H2O为验证MnO2具有强氧化性，下列方案可行的是C（填字母）A．MnO2固体加入到FeCl3溶液中，再加KSCN溶液，观察溶液是否变红B．MnO2固体加入到Na2SO3溶液中，再加BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀生成C．MnO2固体加入到FeSO4与KSCN的酸性混合液中，观察溶液是否变红（5）酸性KMnO4与H2C2O4溶液反应，反应开始时溶液褪色较慢，反应一段时间后褪色会迅速加快，其原因是反应生成的Mn2+，起催化作用．12．黄铁矿是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料．某化学兴趣小组对某黄铁矿石（主要成分为FeS2）进行如下实验探究．【实验一】：测定硫元素的含量I．将m1g该黄铁矿样品放入如下图所示装置（夹持和加热装置省略）的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全得到红棕色固体和一种刺激性气味的气体．写出石英管中发生反应的化学方程式为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2．Ⅱ．反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：问题讨论：（1）I中，甲中所盛试剂是碱石灰．（2）Ⅱ中，所加H2O2溶液需足量的理由是使SO32﹣完全氧化为SO42﹣；发生反应的离子方程式为SO32﹣+H2O2=SO42﹣+H2O．（3）该黄铁矿石中硫元素的质量分数为×100%．【实验二】：设计以下实验方案测定铁元素的含量问题讨论：（4）②中，若用铁粉作还原剂，则所测得的铁元素的含量偏大（填“偏大”、“偏小”或“无影响”，下同）；若将稀释液久置后再用酸性KMnO4滴定，则所测得的铁元素的含量偏小．（5）③中，需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有250mL容量瓶．（6）某同学一共进行了三次滴定实验，三次实验结果记录如下：实验次数第一次第二次第三次消耗KMnO4溶液体积/mL 26.42 25.05 24.95根据所给数据，计算该稀释液中Fe2+的物质的量浓度为c=0.5mol/L．（提示：5Fe2++MnO4﹣+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O）13．（1）第①步Cu与酸反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3﹣═Cu2++2NO2↑+2H2O．（2）第②步加H2O2的作用是把Fe2+氧化为Fe3+．（3）该探究小组提出两种方案测定CuSO4•5H2O晶体的纯度．方案一：取a g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀．用0.100 0mol•L﹣1Na2S2O3标准溶液滴定（原理为I2+2S2O2﹣═2I﹣+S4O2﹣），到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL．①滴定过程中可选用淀粉溶液作指示剂，滴定终点的现象是蓝色刚好褪去，且半分钟内不恢复蓝色．②CuSO4溶液与KI反应的离子方程式为2Cu2++4I﹣═2CuI↓+I2．方案二：取a g试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用c mol•L﹣1EDTA（H2Y2﹣）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液6mL．滴定反应如下：Cu2++H2Y2﹣═CuY2﹣+2H+．③写出计算CuSO4•5H2O质量分数的表达式w=×100%．④下列操作会导致CuSO4•5H2O含量的测定结果偏高的是c（填字母）．a．未干燥锥形瓶b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c．未除净可与EDTA反应的干扰离子．14．Ⅰ．电解时，粗铜应与电源的正极相连．阴极上的电极反应式为Cu2++2e=Cu电解过程中，硫酸铜的浓度会变小，原因是锌，铁与硫酸铜发生置换反应．步骤二：电解完成后，该小组同学按以下流程对电解液进行处理：（1）阳极泥的综合利用：Ⅱ．稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，请你写出该步反应的化学方程式：3Ag+4HNO3（稀）=3AgNO3+NO↑+2H2O残渣含有极少量的黄金，如何回收金，他们查阅了有关资料，了解到了一些有关金的知识，以下是他们获取的一些极其重要的信息：序号反应平衡常数①Au+6HNO3（浓）⇌Au（NO3）3+3NO2+3H2O ＜＜1②Au3++4Cl﹣⇌AuCl4﹣＞＞1Ⅲ．从平衡常数的大小可知，金很难与硝酸反应，但却可溶于王水（浓硝酸与盐酸按体积比1：3的混合物），请你简要解释金能够溶于王水的原因：浓盐酸中含有大量的氯离子，Au3+离子和氯离子可以形成稳定的AuCl4﹣离子，平衡常数很大，进行很完全，反应①中Au3+离子的浓度显著下降，平衡向右移动，则金可以溶于王水中．（2）滤液含量的测定：Ⅳ．则100mL滤液中Cu2+的浓度为0.5mol•L﹣1，Ⅴ．则100mL滤液中Fe2+的浓度为0.6mol•L﹣1．15．（1）①A中溶解时反应的化学方程式是Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O；②铜片完全溶解后，需要将溶液中的H2O2除去．除去H2O2的简便方法是加热至沸．（2）某学习小组用“间接碘量法”测定试样A中Cu2+的浓度（不含能与I﹣发生反应的杂质）．过程如下：取20.00mL试样于锥形瓶中，加入过量KI固体，充分反应后，生成白色CuI沉淀．用0.1000mol/L的Na2S2O3标准液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准液10.00mL．①CuSO4与KI反应的离子方程式为：2Cu2++4I﹣=2CuI↓+I2．②可选用淀粉作滴定指示剂，滴定终点的现象是溶液由蓝色变成无色．③试样A中c（Cu2+）为0.05mol/L．（3）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是BDEA、电能全部转化为化学能B、粗铜接电源正极，发生氧化反应C、溶液中Cu2+向阳极移动D、利用阳极泥可以回收Ag、Pt、Au 等金属E、电解后CuSO4溶液浓度减小F、阳极减轻的质量等于阴极增加的质量（4）从滤液B中制取绿矾晶体的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤．。

由二氧化锰制备碳酸锰【实验目的】：回收废电池中的二氧化锰并制备碳酸锰【相关资料】：（1）二氧化锰（MnO2，分子量 87）：黑色粉末状固体物质，晶体呈金红石结构，不溶于水，二氧化锰显弱酸性，在酸性介质中是一种强氧化剂，在碱性介质中，易被氧化成锰酸盐。

（2）碳酸锰(MnCO3，分子量 115):玫瑰色三角系菱面体或无定形亮白的棕色粉末，不常溶于水，但稍溶于含二氧化碳的水中，溶于稀无机盐，微溶于普通有机酸中，不溶于液氨。

在干燥空气中稳定，潮湿时易氧化，形成三氧化二锰而逐渐变为棕黑色，受热时分解放出二氧化碳，与水共沸时即水解。

在沸腾的氢氧化钾中生成氢氧化锰（3）MnSO4（分子量 169.01）淡玫瑰红色小晶体，单斜晶系。

易溶于水，不溶于醇。

在空气中风化，850℃开始分解，因条件不同而放出SO3，SO2或O2，残留黑色的不溶性MnSO4，约在1500℃完全分解。

(MnSO4 ,Ksp= ;MnC2O4 , Ksp= ;MnCO3 ,Ksp=1.8×10-11)。

【实验原理】：MnO2 + H2C2O4 + H2SO4→MnSO4 + 2H2O+ 2CO2↑MnSO4 + 2NH4HCO3→ MnCO3 +(NH4)2SO4+H2O【主要仪器和试剂】：烧杯、锥形瓶、水浴锅、量筒、电子天平、抽滤瓶5gMnO2、2 mol/L H2C2O4、3mol/L H2SO4、NH4HCO3 【试剂配制】：（1) 2 mol/L H2C2O4溶液的配制：称取7.24的H2C2O4〃2H2O晶体，加入到盛有30ml水的烧杯中溶解，配成2 mol/L的草酸溶液。

（2）NH4HCO3溶液的配制：称取9.08g的NH4HCO3固体溶解于烧杯中，加入60ml水中，搅拌溶解配制成所得溶液。

【实验步骤】:【实验相关计算】：【实验现象】：【实验结果与讨论】：MnO2～ MnCO387 1155.0g 理论产量＝6.6g 实际产量= g产率=实际产量/理论产量×100﹪=【本实验注意事项】：【参考文献】：。

无机题1．（8分）碳酸锰（MnCO3）是理想的高性能强磁性材料，也是制备Mn2O3、MnO2等锰的已知生成氢氧化物的pH和有关硫化物的K sp如下表：软锰矿主要成分为MnO2，其中含有铁、铝、硅的氧化物和少量重金属化合物杂质，SO2来自工业废气。

流程①中主要发生的反应有：MnO2 + SO2 = MnSO42Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42— + 4H+。

⑴流程①中所得MnSO4溶液的pH比软锰矿浆的pH （填“大”或“小”），该流程可与（填工业生产名称）联合，生产效益更高。

⑵反应②的目的是将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，其离子反应方程式为，这样设计的目的和原理是⑶反应③中硫化钠的作用是使重金属离子转化为硫化物沉淀，碳酸钙的作用是。

⑷反应④发生的化学反应为：MnSO4 + 2NH4HCO3 = MnCO3↓+ (NH4)2SO4 + CO2↑ + H2O。

反应中通常需加入稍过量的NH4HCO3，且控制溶液的pH为6.8～7.4。

加入稍过量的NH4HCO3的目的是，溶液的pH不能过低的原因是。

⑸软锰矿中锰的浸出有两种工艺：工艺A：软锰矿浆与含SO2的工业废气反应工艺B：软锰矿与煤碳粉混合，焙烧后加稀硫酸溶解。

其中工艺A的优点是。

（答对1个即可）1．（8分）⑴小，工业制备硫酸。

⑵MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ = Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O。

使Fe2+转变为Fe3+，Fe3+完全沉淀的pH较低（或Fe3+更易沉淀）。

⑶与溶液中的酸反应，使溶液中的Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀。

⑷使MnCO3沉淀完全。

MnCO3沉淀量少，NH4HCO3与酸反应。

（或MnCO3、NH4HCO3与酸反应溶解）⑸节约能源、治理含SO2的工业废气等。

（答对1个即可）（每空1分）2．回收的废旧锌锰于电池经过处理后得到锰粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、乙炔和黑炭等)，由锰粉制取MnO2的步骤如下图所示。

废旧酸性锌锰干电池的回收和碳酸锰的制备——过氧化氢法一、前言①MnCO3摩尔质量 114.95 玫瑰色三角晶系菱面体或无定形亮白棕色粉末。

相对密度3.125。

几乎不溶于水，微溶于含二氧化碳的水中。

溶于稀无机酸，微溶于普通有机酸中，不溶于醇和液氨。

在干燥空气中稳定。

潮湿时易氧化，形成三氧化二锰而逐渐变为棕黑色。

受热时分解放出CO2，与水共沸时即水解。

在沸腾的氢氧化钾中，生成氢氧化锰。

②MnO2二氧化锰分子量86.94（自然界以软锰矿形式存在）物理性状：黑色无定形粉末，或黑色斜方晶体。

溶解性：难溶于水、弱酸、弱碱、硝酸、冷硫酸，溶于浓盐酸而产生氯气。

③锌锰干电池锌锰干电池由金属锌片挤压成圆筒形,作为电池的负极兼容器。

天然锰矿（主要是二氧化锰）与乙炔黑、石墨、固体氯化铵按一定比例混合,加适当的电解液压制成电芯(或称炭包)。

炭包周围包上棉纸并在其中插入炭棒,同时炭棒头上戴上铜帽,构成电池的正极。

用氯化铵、氯化锌的水溶液作为电解质,并加入淀粉,通过加温糊化、凝固,达到不流动的目的。

电池底部内放有绝缘垫,上部有纸垫和塑料盖,锌筒外部裹一张蜡纸或沥青纸,并在最外面包以纸壳或铁壳商标。

电池的组成含量取决于其品牌和种类，通常锌锰电池的组成成分中炭包和锌壳约占总质量的四分之三。

④碳酸锰制备方法：工业上：方法一：将软锰矿煅烧成氧化锰，酸化后加入过量碳酸氢铵即可制得碳酸锰。

方法二：以菱锰矿为原料，采用无机酸浸取，获取相应的锰盐溶液，锰盐与碳酸盐沉淀剂再进行复分解反应制得碳酸锰。

方法三：向锰盐溶液中通入二氧化碳、氨气制备碳酸锰。

方法四：用贫矿湿法可直接生产高纯度碳酸锰。

本实验中，以干电池中的二氧化锰为原料制备碳酸锰。

实验室制备方法：方法一：在酸浸、过滤后得到的酸浸渣中加入理论量的110%的H2SO4 ,于充分搅拌下，采用逐步法加入理论量120%的还原剂FeS，使酸浸渣中难溶于酸的猛还原浸出。

反应4h后过滤，与所得滤液中加入MnO2 使溶液中的二价铁氧化为三价铁，加入氨水除去杂质铁。

高二化学物质的结构与性质专项训练单元易错题难题测试题试题一、物质的结构与性质的综合性考察1．锌是人体必需的微量元素，[Zn(NH3)4]CO3在生物活性等方面发挥重要的作用。

（1）Zn2+基态核外电子排布式为__。

（2）CO32-的空间构型为__(用文字描述)；[Zn(NH3)4]CO3中C、H、O、N四种元素的电负性由小到大的顺序为__。

（3）某含锌配合物可用于模拟碳酸酐酶的催化活性，该配合物中含有DMF分子。

DMF分子的结构如图1所示。

DMF分子中碳原子轨道的杂化类型是__，1molDMF分子中含有σ键的数目为__。

（4）闪锌矿可看作由Zn2+和S2-各自形成的面心立方结构相互穿插而成。

其晶胞结构示意图如图2所示，与Zn2+距离相等且最近的Zn2+有__个。

2．碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题:(1)在基态C原子中，核外存在_______对自旋方向相反的电子。

(2)丙酮()分子中，中间碳原子的杂化方式为______；中σ键和π键的数目之比为__________________.(3)写出两个与CO2具有相同空间构型的分子或离子：_____________(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253K，沸点为376K，其固体属于_____晶体；Fe3+的核外电子排布式为__________________。

(5)已知第IIA族元素的碳酸盐MCO3热分解的主要过程为M2+结合碳酸根离子中的O2-，释放出CO2。

则CaCO3的分解温度低于BaCO3的原因是_______________。

分子中的大π键用Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如符号nmΠ)，则CO32-中的大π键应表示为____________。

苯分子中的大π键可表示为66(6)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：①在石墨烯晶体中，一个六元环上的C原子数为__________________。

正定中学2025届高三上化学期中综合测试试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

一、选择题(共包括22个小题。

每小题均只有一个符合题意的选项）1、化学与生产、生活密切相关。

下列与化学相关的说法正确的是A．水泥、水玻璃、水晶均属于硅酸盐产品B．医用酒精和葡萄糖注射液可用丁达尔效应区分C．氯水和食盐水消毒杀菌的原理相同D．铵态氮肥和草木灰混合使用会降低肥效2、用如图的实验装置进行实验，将液体A逐滴加入到固体B中，下列叙述正确的是A．若A为浓盐酸，B为MnO2，C中盛品红溶液，则C中溶液褪色B．若A为稀盐酸，B为石灰石，C中盛CaCl2溶液，则C中溶液变浑浊C．若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛A1C13溶液，则C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解D．若A为浓硝酸，B为铜屑，C中盛紫色石蕊溶液，则C中溶液变红色3、能用键能大小解释的事实是A．稀有气体化学性质很稳定B．硝酸易挥发，而硫酸难挥发C．氮气的化学性质比氧气稳定D．常温常压下，溴呈液态，碘呈固态4、pH=1的某溶液X中仅含有NH4+、Al3+、Ba2+、Fe2+、Fe3+、CO32﹣、SO32﹣、SO42﹣、Cl﹣、NO3﹣中的一种或几种（忽略水的电离及离子的水解），取该溶液进行连续实验，实验过程如图：下列有关推断不正确的是（）A．溶液X中一定含有H+、Al3+、NH4+、Fe2+、SO42﹣B．根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有Fe3+、Cl﹣C．沉淀H为Al（OH）3、BaCO3的混合物D．若溶液X为100mL，产生的气体A为44.8mL（标准状况），则X中c（Fe2+）=0.06mol•L﹣15、城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。