Question

18．四氧化三錳（Mn₃O₄）是電子工業(yè)的磁性材料，而氯化鉛（PbCl₂）常用于焊料和助溶劑、制備其他鉛鹽等．用方鉛礦精礦（主要成分PbS）和軟錳礦（主要成分MnO₂，含有Fe₂O₃、Al₂O₃等雜質(zhì)）制備PbCl₂和Mn₃O₄的工藝流程如圖所示：

已知：�。甈bCl₂+2Cl^-（aq）?PbCl₄^2-（aq）△H＞0
ⅱ．MnCl₂、PbCl₂的溶解度如圖所示

（1）用鹽酸處理兩種礦石粉末，生成PbCl₂和S的化學方程式為MnO₂+PbS+4HCl=MnCl₂+PbCl₂+S+2H₂O．
（2）向酸浸液中加入飽和食鹽水的目的增大PbCl₂溶解度；可用于調(diào)節(jié)溶液pH的物質(zhì)X是AC．
A．MnCO₃     B．NaOH    C．PbCO₃   D．Ca（OH）₂
（3）操作a的方法：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥．
（4）向濾液2通入NH₃和O₂后，該反應的總離子方程式為6Mn²⁺+12NH₃+6H₂O+2=2Mn₃O₄+12NH₄⁺．
（5）濾液3中可以分離回收利用的物質(zhì)NaCl、NH₄Cl．
（6）金屬錳可以用四氧化三錳為原料，通過鋁熱反應來制備，該反應的化學方程式為4Al+3Mn₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$9Mn+4Al₂O₃．

Answer 1

分析 方鉛礦精礦（主要成分PbS）和軟錳礦（主要成分MnO₂，含有Fe₂O₃、Al₂O₃等雜質(zhì)）中加入稀鹽酸并加熱至80℃，發(fā)生的反應有MnO₂+PbS+4HCl=MnCl₂+PbCl₂+S+2H₂O，F(xiàn)e₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O、Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O，向酸浸溶液中加入NaCl溶液、X，調(diào)節(jié)溶液的pH，使鐵離子和鋁離子轉化為沉淀，要除去這兩種離子需要加入堿性物質(zhì)且不能引進新的雜質(zhì)，然后過濾得到氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀和濾液，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾得到PbCl₂晶體和濾液，向濾液中通入氨氣、氧氣，錳離子被氧化生成Mn₃O₄，將溶液過濾得到Mn₃O₄和濾液，
（1）用鹽酸處理兩種礦石粉末，生成PbCl₂和S，根據(jù)反應物和生成物書寫方程式；
（2）PbCl₂+2Cl^-（aq）?PbCl₄^2-（aq），所以向酸浸液中加入飽和食鹽水能促進PbCl₂溶解；
可用于調(diào)節(jié)溶液pH的物質(zhì)X能將鐵離子、鋁離子轉化為沉淀且不能引進新的雜質(zhì)；
（3）從溶液中得到晶體采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥操作；
（4）向濾液2通入NH₃和O₂后，錳離子被氧化生成Mn₃O₄；
（5）濾液3中含有NaCl、NH₄Cl；
（6）金屬錳可以用四氧化三錳為原料，通過鋁熱反應來制備，該反應為置換反應，生成錳和氧化鋁．

解答 解：方鉛礦精礦（主要成分PbS）和軟錳礦（主要成分MnO₂，含有Fe₂O₃、Al₂O₃等雜質(zhì)）中加入稀鹽酸并加熱至80℃，發(fā)生的反應有MnO₂+PbS+4HCl=MnCl₂+PbCl₂+S+2H₂O，F(xiàn)e₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O、Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O，向酸浸溶液中加入NaCl溶液、X，調(diào)節(jié)溶液的pH，使鐵離子和鋁離子轉化為沉淀，要除去這兩種離子需要加入堿性物質(zhì)且不能引進新的雜質(zhì)，然后過濾得到氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀和濾液，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾得到PbCl₂晶體和濾液，向濾液中通入氨氣、氧氣，錳離子被氧化生成Mn₃O₄，將溶液過濾得到Mn₃O₄和濾液，
（1）用鹽酸處理兩種礦石粉末，生成PbCl₂和S，根據(jù)反應物和生成物書寫方程式為MnO₂+PbS+4HCl=MnCl₂+PbCl₂+S+2H₂O，
故答案為：MnO₂+PbS+4HCl=MnCl₂+PbCl₂+S+2H₂O；
（2）PbCl₂+2Cl^-（aq）?PbCl₄^2-（aq），所以向酸浸液中加入飽和食鹽水能促進PbCl₂溶解，則加入氯化鈉溶液的目的是增大PbCl₂溶解度；
可用于調(diào)節(jié)溶液pH的物質(zhì)X能將鐵離子、鋁離子轉化為沉淀且不能引進新的雜質(zhì)，符合條件的是AC，
故答案為：增大PbCl₂溶解度；AC；
（3）從溶液中得到晶體采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥操作，
故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結晶；
（4）向濾液2通入NH₃和O₂后，錳離子被氧化生成Mn₃O₄，離子方程式為6Mn²⁺+12NH₃+6H₂O+2=2Mn₃O₄+12NH₄⁺，
故答案為：6Mn²⁺+12NH₃+6H₂O+2=2Mn₃O₄+12NH₄⁺；
（5）濾液3中含有NaCl、NH₄Cl，NaCl能重復利用，氯化銨能作肥料，所以這兩種物質(zhì)能回收利用，
故答案為：NaCl、NH₄Cl；
（6）金屬錳可以用四氧化三錳為原料，通過鋁熱反應來制備，該反應為置換反應，生成錳和氧化鋁，反應方程式為4Al+3Mn₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$9Mn+4Al₂O₃，故答案為：4Al+3Mn₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$9Mn+4Al₂O₃．

點評 本題考查物質(zhì)制備實驗方案設計，為高頻考點，側重考查學生獲取信息利用信息解答問題能力及對基本知識的靈活運用，涉及方程式和離子方程式的書寫、氧化還原反應、物質(zhì)分離和提純等知識點，明確反應原理、物質(zhì)性質(zhì)是解本題關鍵，題目難度中等．