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  • 1. (2023高二下·湖口期末) 高品质MnO2可用于生产锂离子电池正极材料锰酸锂。以软锰矿与黄铁矿为主要原料,采用“两矿一步浸出法”制备高品质MnO2的工艺流程如下图所示:

    已知:①软锰矿与黄铁矿的主要成分分别为MnO2、FeS2 , 还含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物;

    ②该工艺条件下,相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下:

                                                                                                                                                                                    

    金属离子

    Fe2+

    Fe3+

    Mn2+

    Mg2+

    Al3+

    开始沉淀pH

    6.9

    1.9

    6.6

    9.1

    3.4

    沉淀完全(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH

    8.3

    3.2

    10.1

    10.9

    4.7

    回答下列问题:

    1. (1) 基态Fe2+的价电子轨道表示式为
    2. (2) “酸浸”操作中需先后分批加入H2SO4、H2O2。已知滤渣1的主要成分为S、SiO2、CaSO4等。加入H2SO4后发生反应生成单质S的离子方程式为。加入H2SO4后反应的生成物会附着在矿粉颗粒表面,使上述反应受阻,此时加入H2O2 , 利用其迅速分解产生的大量气泡可破除该不利影响。导致H2O2迅速分解的因素是
    3. (3) “调pH”时调节溶液pH范围为4.7~6.0,此时“滤渣2”的主要成分为(填化学式)。
    4. (4) “除杂”时,溶液体系中的Ca2+和Mg2+形成氟化物沉淀。若沉淀后上层清液中c(F-)=0.05mol·L-1 , 则[已知Ksp(MgF2)=5.0×10-11 , Ksp(CaF2)=2.5×10-9]。
    5. (5) “沉锰”步骤发生主要反应的离子方程式为
    6. (6) 利用惰性电极电解H2SO4-MnSO4-H2O体系可获得MnO2 , 阳极的电极反应式为。电解过程的机理(部分)如图甲所示,硫酸浓度与电流效率的关系如图乙所示。硫酸浓度超过3.0mol/L时,电流效率降低的原因是

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