以废旧锌锰电池初步处理分选出的含锰废料\(\rm{(MnO_{2}}\)、\(\rm{MnOOH}\)、\(\rm{MnO}\)及少量\(\rm{Fe}\)、\(\rm{Pb}\)等\(\rm{)}\)为原料制备高纯\(\rm{MnCl_{2}·xH_{2}O}\),实现锰的再生利用。其工作流程如下:
资料\(\rm{a.Mn}\)的金属活动性强于\(\rm{Fe}\); \(\rm{Mn^{2+}}\)在酸性条件下比较稳定,\(\rm{pH}\)高于\(\rm{5.5}\)时易被\(\rm{O_{2}}\)氧化。 |
资料\(\rm{b}\).
生成氢氧化物沉淀的\(\rm{pH}\) |
| \(\rm{Mn(OH)_{2}}\) | \(\rm{Pb(OH)_{2}}\) | \(\rm{Fe(OH)_{3}}\) |
开始沉淀时 | \(\rm{8.1}\) | \(\rm{6.5}\) | \(\rm{1.9}\) |
完全沉淀时 | \(\rm{1}\) | \(\rm{8.5}\) | \(\rm{3.2}\) |
注:金属离子的起始浓度为\(\rm{0.1 mol·L^{-1}}\) |
\(\rm{(1)}\)过程Ⅰ的目的是浸出锰。经检验滤液\(\rm{1}\)中含有的阳离子为\(\rm{Mn^{2+}}\) 、\(\rm{Fe^{3+}}\) 、\(\rm{Pb^{2+}}\)和\(\rm{H^{+}}\)。
\(\rm{①MnO_{2}}\)与浓盐酸反应的离子方程式是______。
\(\rm{②}\)检验滤液\(\rm{1}\)中只含\(\rm{Fe^{3+}}\)不含\(\rm{Fe^{2+}}\)的操作和现象是:取少量滤液\(\rm{1}\)于试管中,滴入铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀生成\(\rm{;}\)另取少量滤液\(\rm{1}\)于试管中,______。
\(\rm{③Fe^{3+}}\)由\(\rm{Fe^{2+}}\)转化而成,可能发生的反应有:
\(\rm{a.2Fe^{2+}+ Cl_{2}= 2Fe^{3+}+ 2Cl^{-}}\)
\(\rm{b.4Fe^{2+}+ O_{2} + 4H^{+}= 2Fe^{3+}+ 2H_{2}O}\)
\(\rm{c. ......}\)
写出\(\rm{c}\)的离子方程式:______。
\(\rm{(2)}\)过程Ⅱ的目的是除铁。有如下两种方法:
\(\rm{ⅰ.}\)氨水法:将滤液\(\rm{1}\)先稀释,再加适量\(\rm{10\%}\)的氨水,过滤。
\(\rm{ⅱ.}\)焙烧法:将滤液\(\rm{1}\)浓缩得到的固体于\(\rm{290℃}\)焙烧,冷却,取焙烧物\(\rm{......}\)。
已知:焙烧中发生的主要反应为\(\rm{2FeCl_{3}+ 3O_{2}= 2Fe_{2}O_{3} + 3Cl_{2}}\),\(\rm{MnCl_{2}}\)和\(\rm{PbCl_{2}}\)不发生变化。
\(\rm{①}\)氨水法除铁时,溶液\(\rm{pH}\)应控制在______之间。
\(\rm{②}\)补全\(\rm{ⅱ}\)中的操作:______。
\(\rm{③}\)两种方法比较,氨水法除铁的缺点是______。
\(\rm{(3)}\)过程Ⅲ的目的是除铅。加入的试剂是______。
\(\rm{(4)}\)过程Ⅳ所得固体中的\(\rm{x}\)的测定如下:取\(\rm{m_{1}g}\)样品,置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时,质量变为\(\rm{m_{2}g}\)。则\(\rm{x=}\)______。