Question

安徽凹山鐵礦坐落在馬鞍山境內(nèi)，礦床屬于陸相火山一侵入巖型鐵礦床，俗稱“玢巖型”鐵礦，是馬鋼重要的礦區(qū)之一。鐵礦中被稱為紅簾石的鐵礦含錳量高，錳是冶煉錳鋼的重要原料。紅簾石主要成分有磁鐵礦Fe₃O₄、菱鐵礦FeCO₃、錳礦（MnO₂和MnCO₃）石棉Mg₃Si₃O₇(OH)₄等。工業(yè)上將紅簾石處理后運(yùn)用陰離子膜電解法的新技術(shù)提取金屬錳并制的綠色高效水處理劑（K₂FeO₄）。工業(yè)流程如下：

（1）工業(yè)上為提高稀硫酸浸取效率一般采取的措施是（任意寫兩種方法）
①                                 ②                                    
（2）石棉化學(xué)式為Mg₃Si₃O₇(OH)₄也可以表示成氧化物形式，氧化物表達(dá)式為        。
（3）已知不同金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如下表：

離子	Fe3+	Al3+	Fe2+	Mn2+	Mg2+
開始沉淀的pH	2.7	3.7	7.0	7.8	9.3
完全沉淀的pH	3.7	4.7	9.6	9.8	10.8

 
過程②中加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH等于6，則濾渣B的成分                  。
（4）浸出液中以Mn²⁺形式存在，且濾渣A中無MnO₂原因                         。
（5）電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動(dòng)的方向；則A電極是直流電源的       極。實(shí)際生產(chǎn)中，陽(yáng)極以稀硫酸為電解液，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為                                         。

（6）濾渣經(jīng)反應(yīng)④生成綠色高效水處理劑的離子方程式                                          。
K₂FeO₄被譽(yù)為綠色高效水處理劑的原因是                                          。

Answer 1

（1）①粉碎紅簾石（1分） ②提高反應(yīng)的溫度（其他答案合理也可酌情給分）（1分）
（2）3MgO·3SiO₂·2H₂O （2分） （3） Fe (OH)₃ Al(OH)₃（2分）
（4）MnO₂在酸性條件下被二價(jià)鐵還原為Mn²⁺（2分）
（5）負(fù)（1分） 電極反應(yīng)式為4OH^—－4e^—＝O₂↑+2H₂O（2分）
（6）離子方程式2Fe(OH)₃+3ClO^—+4OH^—＝2FeO₄^2—+3Cl^—+5H₂O（2分）
原因是：FeO₄^2—具有強(qiáng)氧化性可以殺菌消毒，還原成Fe³⁺水解成Fe(OH)₃膠體能吸附雜質(zhì)生成沉淀。（2分）

試題分析：（1）增大接觸面積、提高溫度可以提高反應(yīng)速率，所以粉碎紅簾石、提高反應(yīng)的溫度可以提高稀硫酸浸取效率。
（2）根據(jù)原子守恒和化合價(jià)不變，可寫出氧化物表達(dá)式：3MgO·3SiO₂·2H₂O。
（3）根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)，pH=6時(shí)，F(xiàn)e³⁺、Al³⁺完全沉淀，所以濾渣B的成分為Fe(OH)₃和Al(OH)₃。
（4）MnO₂具有氧化性，所以MnO₂在酸性條件下被二價(jià)鐵還原為Mn²⁺。
（5）電解時(shí)，電解質(zhì)溶液中陰離子移向陽(yáng)極，所以電極B為直流電源的正極，則A電極是直流電源的負(fù)極；陽(yáng)極以稀硫酸為電解液，水電離出的OH?放電：4OH^—－4e^—＝O₂↑+2H₂O。
（6）濾渣B含F(xiàn)e(OH)₃，被ClO?氧化為FeO₄²?，離子方程式為：2Fe(OH)₃+3ClO^—+4OH^—＝2FeO₄^2—+3Cl^—+5H₂O；FeO₄^2—具有強(qiáng)氧化性可以殺菌消毒，作為氧化劑反應(yīng)生成的還原產(chǎn)物為Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺水解生成Fe(OH)₃膠體，膠體表面積大，具有較強(qiáng)的吸附性，能吸附雜質(zhì)生成沉淀。