（以锰Mn为载体）化学工业流程大题周练1

以锰Mn为载体的化学工业流程大题周练Ⅰ

1. 高纯度锰酸锂是锂电池重要的正极材料。工业上以碳酸锰矿主要成分为，另含FeO、、CaO等杂质为主要原料生产锰酸锂的工艺流程如下：

为了提高碳酸锰矿浸岀的速率，在“酸浸”时可采取的措施有：_________。

写出加入高锰酸钾的离子方程式________________________。

“除铁”时，加入CaO的目的是__________________________________。

加入为了除去溶液中的，若控制溶液中浓度为，则的浓度为________常温时，。

“合成”的化学方程式为____________________________________。

“锂化”是将和按的物质的量比配料，球磨，然后升温至，保温，自然冷却至室温得产品。

升温到时，开始有产生，比预计碳酸锂的分解温度低得多。可能的原因是_______。

写出该反应的化学方程式：____________________________________

2. 一种利用钢铁厂烟灰含Fe、Mn、，少量的、CaO及制备的工艺流程如下：

已知时，下列难溶物的溶度积常数：

回答下列问题：

步骤Ⅰ浸渣的主要成分是________填化学式。

步骤Ⅱ加溶液时反应的离子方程式为________；加氨水调节pH沉铁铝时，步骤Ⅲ应调节的pH适宜范围为________。部分金属离子开始沉淀与沉淀完全的pH范围如下

步骤Ⅳ用KF溶液沉钙镁时，要使、均小于，则应控制反应液中________；反应的平衡常数________。

步骤Ⅴ沉锰时，在按投料比，溶液的pH对产率的影响如图所示；，按投料比，反应温度对产率的影响如图所示。

图中，在时，pH越小产率________填“越高”或“越低”；在时，pH越大产率越低且纯度也降低，其原因是________。

图中，温度高于时，温度越高产率越低且纯度也越低，主要原因是________。

3. 锰及其化合物在生产、生活中有许多用途。在实验室中模拟工业利用软锰矿主要成分为，含少量、和等制备金属锰等物质，设计流程如下：
   
   
   已知部分氢氧化物的近似值如下表。
    

“酸浸”前需将软锰矿粉碎的目的是_____________________；酸浸过程发生反应的离子方程式为_____________________。

滤渣Ⅰ的主要成分为______________，过滤操作所需的玻璃仪器有___________________________。

向滤液Ⅰ中需先加A物质，再加B物质，若加入的物质均为非金属化合物的溶液，则A为_____________________填化学式，B为________________填名称。

测得滤液Ⅰ中，则加入B调节溶液pH范围为______________。已知：当某种离子浓度小于时，可认为其沉淀完全，结果保留两位小数

“沉锰”过程中加入氨水的目的是从化学平衡移动的角度解释_____________________。

4. 高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素制备，工艺如图所示。回答下列问题：

相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

“滤渣1”含有S和________________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式___________________________________________________________。

“氧化”中添加适量的的作用是__________________________________。

“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为____之间。

“除杂1”的目的是除去和，“滤渣3”的主要成份是________________。

“除杂2”的目的是生成沉淀除去若溶液酸度过高，沉淀不完全，原因是______________________________________________________________。

写出“沉锰”的离子方程式______________________________________________。

层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为、、当时，____。

5. 锰及其化合物在生产、生活中有许多用途。在实验室中模拟工业利用软锰矿主要成分为，含少量、和等制备金属锰等物质，设计流程如下：

 已知：部分氢氧化物的近似值如下表。

“酸浸”前需将软锰矿粉碎的目的是________________；酸浸过程发生反应的离子方程式为_______________________。

滤渣Ⅰ的主要成分为______________，过滤操作所需的玻璃仪器有________________。

向滤液I中需先加A物质，再加B物质，若加入的物质均为非金属化合物的溶液，则A为_________________填化学式，B为_______________填名称。

测得滤液I中，则加入B调节溶液pH范围为_______________。已知：当某种离子浓度小于时，可认为其沉淀完全。结果保留两位小数

“沉锰”过程中加入氨水的目的是从化学平衡移动的角度解释__________________________。

6. 镍钴锰酸锂电池是一种高功率动力电池。采用废旧锂离子电池回收工艺制备镍钴锰酸锂三元正极材料铝电极表面涂有的工艺流程如图所示：

废旧锂离子电池拆解前进行“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是_______。

能够提高“碱浸”效率的方法有______至少写两种。

“碱浸”过程中，铝溶解的离子方程式为_____。

实验室模拟“碱浸”后过滤的操作，过滤后需洗涤，简述洗涤的操作过程：_____。

参与“还原”反应的离子方程式为_______。

溶液温度和浸渍时间对钴的浸出率影响如图所示：则浸出过程的最佳条件是______。

已知溶液中的浓度为，缓慢通入氨气，使其产生沉淀，则沉淀完全时溶液的最小pH为______已知：离子沉淀完全时，，，，溶液体积变化忽略不计。

7. 氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：

已知：菱锰矿石主要成分是，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素；

相关金属离子形成氯氧化物沉淀时的pH如下：

常温下，、的溶度积分别为

“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为______________________________________。

分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是：

焙烧温度_______，氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为________，焙烧时间为_________。

浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入将氧化为，反应的离子方程式为________________________________________；然后调节溶液pH使、沉淀完全，此时溶液的pH范围为___________________________。再加入沉淀、，当时，__________________。

碳化结晶时，发生反应的离子方程式为________________________________________。

流程中能循环利用的固态物质是____________。

8. 硫酸锰是一种重要的化工中间体，是锰行业研究的热点。一种以高硫锰矿主要成分为含锰化合物及为原料制备硫酸锰的工艺流程如下：
   已知：
   
   “混合焙烧”后烧渣含、及少量FeO、、MgO。
   金属离子在水溶液中的平衡浓度与pH的关系如图所示：
   
   此实验条件下开始沉淀的pH为；离子浓度时，离子沉淀完全。请回答：
   传统工艺处理高硫锰矿时，不经“混合焙烧”，而是直接用浸出，其缺点为___________。
   “氧化”时，发生反应的离子方程式为______________________。若省略“氧化”步骤，造成的后果是________________________________。
   “中和除杂”时，生成沉淀的主要成分为______________________填化学式。
   “氟化除杂”时，若使溶液中的和沉淀完全，需维持不低于___________。已知：；
   “碳化结晶”时，发生反应的离子方程式为______________________。
   “系列操作”指___________、过滤、洗涤、干燥
   用惰性电极电解溶液可制备，电解过程中阳极的电极反应式为___________。
9. 一水硫酸锰是一种重要的化工中间体，工业上可由高铁菱锰矿主要成分为，含有、、MgO、CaO、等杂质制备，部分工艺流程如下：
   相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

“酸浸”时高铁菱锰矿需要粉碎，并进行充分搅拌，为提高锰的浸出率还可采取的措施有_________。写出其中一种

“氧化”时发生反应的化学方程式为________。

“调pH”范围至，得到滤渣2的主要成分除外还有_________。

“除杂”过程中加入的目的是_________。已知：，。

“沉锰”过程中发生反应的离子方程式为_______。

在水中的溶解度与温度关系如图。

由获得较纯净的晶体的方法是：将溶于_________，控制温度为_________以上结晶，得到晶体，洗涤、烘干。晶体烘干时温度不能过高的原因是_________。