2023高考化学二轮复习-第20讲-重要的过渡金属元素及其化合物题组训练

第20讲-适度拓展：重要的过渡元素及其化合物1．(2021年全国乙卷第26题)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表金属离子Fe3＋Al3＋Mg2＋Ca2＋开始沉淀的pH2.23.59.512.4沉淀完全(c＝1.0×10－5mol/L)的pH3.24.711.113.8回答下列问题：(1)“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐，写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式______________________。(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是_____________________。(3)“母液①”中Mg2＋浓度为_______mol/L。(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”最适合的酸是_______。“酸溶渣”的成分是_______、_______。(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是_____________________________。(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得_______，循环利用。2．(2017年全国Ⅲ卷第27题)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：回答下列问题：(1)步骤①的主要反应为：FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为__________。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是________________。(2)滤渣1中含量最多的金属元素是____________，滤渣2的主要成分是_____________及含硅杂质。(3)步骤④调滤液2的pH使之变__________(填“大”或“小”)，原因是_________________(用离子方程式表示)。(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到___________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。a．80℃ b．60℃c．40℃ d．10℃步骤⑤的反应类型是___________________。(5)某工厂用m1kg铬铁矿粉(含Cr2O340%)制备K2Cr2O7，最终得到产品m2kg，产率为___________3．(2020年东北三省四市联合模拟)碱式碳酸铜在烟火、农药、颜料、杀菌剂等方面应用广泛。一种以辉铜矿(Cu2S，含有SiO2和少量Fe2O3等杂质)为原料制备碱式碳酸铜的流程如图所示：已知：①有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Fe2＋Fe3＋Cu2＋Mn2＋开始沉淀的pH7.52.75.68.3完全沉淀的pH9.03.76.79.8②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定，在热水中会分解生成NH3；③Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38。回答下列问题：(1)加快“浸取”速率，除将辉铜矿粉碎外，还可采取的措施有____________(任写一种)。(2)滤渣Ⅰ经CS2提取后可获得一种淡黄色副产品，则滤渣Ⅰ中的主要成分是____________(填化学式)。回收淡黄色副产品过程中温度控制在50～60℃之间，不宜过高或过低的原因是__________________________________________________________。(3)常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO，调节pH的范围为__________，若加A后将溶液的pH调为5，则溶液中Fe3＋的浓度为__________________mol·L－1。(4)写出“沉锰”(除Mn2＋)过程中反应的离子方程式：_______________________________。(5)“赶氨”时，最适宜的操作方法是___________________________________________。(6)测定副产品MnSO4·H2O样品的纯度：准确称取样品14.00g，加蒸馏水配成100mL溶液，取出25.00mL用标准的BaCl2溶液测定，完全反应后得到了4.66g沉淀，则此样品的纯度为________(保留到小数点后两位)。4．(2020年汕头市高三模拟)溴酸镉[Cd(BrO3)2]常用作分析试剂、生产荧光粉等。以镉铁矿(成分为CdO2、Fe2O3、FeO及少量的Al2O3和SiO2)为原料制备[Cd(BrO3)2]的工艺流程如下：已知Cd(SO4)2溶于水，回答下列问题：(1)为提高镉的浸取率，酸浸时可采取的措施有____________________(任写两种即可)。(2)还原镉时，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，发生反应的离子方程式为_______________________________________________________。(3)加入H2O2溶液的目的是______________________________________________。(4)滤渣2的主要成分为_____________(填化学式)；为检验滤液中是否含有Fe3＋，可选用的化学试剂是________________________________________________________。(5)实际工业生产中，有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中Cd2＋的含量，其原理：Cd2＋＋2NaR=2Na＋＋CdR2，其中NaR为阳离子交换树脂。常温下，将沉镉后的溶则该条件下Cd(OH)2的Ksp值为______________。(6)已知镉铁矿中CdO2的含量为72%，整个流程中镉元素的损耗率为10%，则2t该镉铁矿可制得Cd(BrO3)2(摩尔质量为368g·mol－1)质量为____________kg。5．(2020年江西省重点中学盟校高三联考)高纯MnCO3在电子工业中有重要的应用，工业上利已知：还原焙烧主反应为2MnO2＋Ceq\o(=,\s\up7(焙烧))2MnO＋CO2↑。可能用到的数据如下：氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Mn(OH)2开始沉淀pH1.56.54.28.1沉淀完全pH3.79.77.410.1根据要求回答下列问题：(1)在实验室进行步骤A，混合物应放在_______________________中加热；步骤C中的滤渣为____________。(2)步骤D中氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________。(3)步骤E中调节pH的范围为___________________________________________，其目的是____________________________________________________________________。(4)步骤G，温度控制在35℃以下的原因是________________________，若Mn2＋恰好沉淀完全时测得溶液中COeq\o\al(2－,3)的浓度为2.2×10－6mol·L－1，则Ksp(MnCO3)＝_______________。(5)生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否干净的方法是___________________。(6)现用滴定法测定产品中锰元素的含量。实验步骤：称取3.300g试样，向其中加入稍过量的磷酸和硝酸，加热使产品中MnCO3完全转化为[Mn(PO4)2]3－(其中NOeq\o\al(－,3)完全转化为NOeq\o\al(－,2))；加入稍过量的硫酸铵，发生反应NOeq\o\al(－,2)＋NHeq\o\al(＋,4)=N2↑＋2H2O以除去NOeq\o\al(－,2)；加入稀硫酸酸化，再加入60.00mL0.500mol·L－1硫酸亚铁铵溶液，发生的反应为[Mn(PO4)2]3－＋Fe2＋=Mn2＋＋Fe3＋＋2POeq\o\al(3－,4)；用5.00mL0.500mol·L－1酸性K2Cr2O7溶液恰好除去过量的Fe2＋。①酸性K2Cr2O7溶液与Fe2＋反应的离子方程式为_______________________________。②试样中锰元素的质量分数为____________________。6．(2020年咸阳市高三模拟)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：①菱锰矿石主要成分是MnCO3，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素；②相关金属离子[c(Mn＋)＝0.1mol·L－1]形成氢氧化物沉淀时的pH如下：金属离子Al3＋Fe3＋Fe2＋Ca2＋Mn2＋Mg2＋开始沉淀的pH3.81.56.510.68.19.6沉淀完全的pH5.23.79.712.610.111.6③常温下，CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10－10、7.42×10－11回答下列问题：(1)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为__________________________。(2)分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是焙烧温度______________，氯化铵与菱锰矿粉的质量之比为________________，焙烧时间为_____________________________________________________________________。(3)浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入MnO2将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式为________________________；然后调节溶液pH使Fe3＋、Al3＋沉淀完全，此时溶液的pH范围为__________________。再加入NH4F沉淀Ca2＋、Mg2＋，当c(Ca2＋)＝1.0×10－5mol·L－1时，c(Mg2＋)＝____________mol·L－1。(4)碳化结晶时，发生反应的离子方程式为__________________________________。(5)流程中能循环利用的固态物质是______________________________。7．利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如图：已知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋。(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有__________、__________。(答出两点)(2)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为Cr2Oeq\o\al(2－,7)，则此反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为__________。(3)常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示：阳离子Fe3＋Al3＋Cr3＋开始沉淀时的pH2.7－－沉淀完全时的pH3.75.4(＞8溶解)9(＞9溶解)①用NaOH调节溶液的pH不能超过8，其理由是_________________________________。②当pH＝8时，Mg2＋______________(填“是”或“否”)开始沉淀(溶液中Mg2＋浓度不超过1mol·L－1)。已知：Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11。(4)上述流程中，加入NaOH溶液后，溶液呈碱性，Cr2Oeq\o\al(2－,7)转化为CrOeq\o\al(2－,4)，写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式：___________________________________。8．硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：回答下列问题：(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是______________________。(2)步骤②需要加热的目的是_______，温度保持80～95℃，采用的合适加热方式是_______。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为________(填标号)。(3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是________，分批加入H2O2，同时为了________，溶液要保持pH小于0.5。(4)步骤⑤的具体实验操作有_________________________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为________。第20讲-重要的过渡元素及其化合物答案及解析1.【答案】(1)Al2O3＋4(NH4)2SO4eq\o(=,\s\up7(焙烧))2NH4Al(SO4)2＋6NH3↑＋3H2O(2)Fe3＋、Al3＋、Mg2＋(3)1.0×10－6(4)硫酸；SiO2；CaSO4(5)TiO2＋＋(x＋1)H2Oeq\o(,\s\up7(△))TiO2·xH2O↓＋2H＋(6)(NH4)2SO4【解析】由题给流程可知，高钛炉渣与硫酸铵混合后焙烧时，二氧化钛和二氧化硅不反应，氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化铁转化为相应的硫酸盐，尾气为氨气；将焙烧后物质加入热水水浸，二氧化钛、二氧化硅不溶于水，微溶的硫酸钙部分溶于水，硫酸铁、硫酸镁和硫酸铝铵溶于水，过滤得到含有二氧化钛、二氧化硅、硫酸钙的水浸渣和含有硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝铵和硫酸钙的滤液；向pH约为2.0的滤液中加入氨水至11.6，溶液中铁离子、铝离子和镁离子依次沉淀，过滤得到含有硫酸铵、硫酸钙的母液①和氢氧化物沉淀；向水浸渣中加入浓硫酸加热到160℃酸溶，二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应，二氧化钛与稀硫酸反应得到TiOSO4，过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的酸溶渣和TiOSO4溶液；将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热，使TiOSO4完全水解生成TiO2·xH2O沉淀和硫酸，过滤得到含有硫酸的母液②和TiO2·xH2O。(1)氧化铝转化为硫酸铝铵发生的反应为氧化铝、硫酸铵在高温条件下反应生成硫酸铝铵、氨气和水，反应的化学方程式为Al2O3＋4(NH4)2SO4eq\o(=,\s\up7(焙烧))NH4Al(SO4)2＋4NH3↑＋3H2O，故答案为：Al2O3＋4(NH4)2SO4eq\o(=,\s\up7(焙烧))NH4Al(SO4)2＋4NH3↑＋3H2O；(2)由题给开始沉淀和完全沉淀的pH可知，将pH约为2.0的滤液加入氨水调节溶液pH为11.6时，铁离子首先沉淀、然后是铝离子、镁离子，钙离子没有沉淀，故答案为：Fe3＋、Al3＋、Mg2＋；(3)由镁离子完全沉淀时，溶液pH为11.1可知，氢氧化镁的溶度积为1×10－5×(1×10－2.9)2=1×10－10.8，当溶液pH为11.6时，溶液中镁离子的浓度为EQ\f(1×10－10.8,(10－2.4)2)=1×10－6mol/L，故答案为：1×10－6；(4)增大溶液中硫酸根离子浓度，有利于使微溶的硫酸钙转化为沉淀，为了使微溶的硫酸钙完全沉淀，减少TiOSO4溶液中含有硫酸钙的量，应加入浓硫酸加热到160℃酸溶；由分析可知，二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应，则酸溶渣的主要成分为二氧化硅和硫酸钙，故答案为：硫酸；SiO2、CaSO4；(5)酸溶后将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热，能使TiOSO4完全水解生成TiO2·xH2O沉淀和硫酸，反应的离子方程式为TiO2＋＋(x＋1)H2Oeq\o(,\s\up7(△))TiO2·xH2O＋2H＋，故答案为：TiO2＋＋(x＋1)H2Oeq\o(,\s\up7(△))TiO2·xH2O＋2H＋；(6)由分析可知，尾气为氨气，母液①为硫酸铵、母液②为硫酸，将母液①和母液②混合后吸收氨气得到硫酸铵溶液，可以循环使用，故答案为：(NH4)2SO4。2.【答案】(1)2∶7；陶瓷在高温下会与Na2CO3反应(2)Fe；Al(OH)3(3)小；2CrO42－＋2H＋Cr2O72－＋H2O(4)d；复分解反应(5)×100%【解析】(1)1molFeO·Cr2O3参与反应共失去7mol电子，而1molNaNO3参与反应得到2mol电子，根据得失电子守恒，二者的系数比为2∶7。由于高温下碳酸钠能与陶瓷中的二氧化硅发生反应，所以该步骤不能使用陶瓷容器。(2)步骤①中生成的氧化铁因不溶于水而进入滤渣1，所以滤渣1中含量最多的金属元素是Fe。结合流程图可知，滤渣2的主要成分是氢氧化铝及含硅杂质。(3)滤液2中存在平衡：2CrO42－＋2H＋Cr2O72－＋H2O，氢离子浓度越大(pH越小)，越有利于平衡正向移动，所以步骤④应调节滤液2的pH使之变小。(4)根据题图，可知温度越低，K2Cr2O7的溶解度越小，析出的重铬酸钾固体越多，故d项正确。步骤⑤中发生的反应为Na2Cr2O7＋2KCl=K2Cr2O7↓＋2NaCl，其属于复分解反应。(5)该铬铁矿粉中Cr2O3的物质的量为eq\f(m1×103g×40%,152g·mol－1)，根据Cr元素守恒可求得K2Cr2O7的理论质量m0＝eq\f(m1×103g×40%,152g·mol－1)×294g·mol－1×10－3kg·g－1＝eq\f(147m1,190)kg，所以产品的产率为eq\f(m2,m0)×100%＝eq\f(190m2,147m1)×100%。3.【答案】(1)搅拌(或适当增加硫酸浓度、适当加热等)(2)SiO2、S、MnO2温度过低，硫的溶解速率小，温度过高，CS2易挥发(3)3.7～5.6(或3.7≤pH<5.6)4.0×10－11(4)Mn2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋NH3=MnCO3↓＋NHeq\o\al(＋,4)(5)将溶液加热(6)96.57%【解析】辉铜矿主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质，加入稀硫酸和二氧化锰浸取，Cu2S在酸性条件下被二氧化锰氧化，SiO2不溶于稀硫酸，滤渣Ⅰ经CS2提取后可获得一种淡黄色副产品，说明滤渣Ⅰ中含有S，过滤得到的滤渣中含有MnO2、SiO2、单质S，滤液中含有Fe3＋、Mn2＋、Cu2＋，加入A，调节溶液的pH使铁离子形成氢氧化铁沉淀，除去铁；加入碳酸氢铵溶液沉淀锰，过滤得到碳酸锰，用硫酸溶解，生成硫酸锰晶体，滤液赶出氨气，参与循环使用，同时得到碱式碳酸铜，据此分析解答。(1)加快“浸取”速率，除将辉铜矿粉碎外，还可以适当增加硫酸的浓度，充分搅拌，加热等。(2)滤渣Ⅰ的主要成分是MnO2、SiO2、单质S；回收淡黄色副产品(S)的过程中温度控制在50～60℃之间，不宜过高或过低，原因是温度过低，硫的溶解速率小，温度过高，CS2易挥发。(3)加入的试剂A是用于调节溶液的pH，促进铁离子的水解，但不能引入杂质，因最后要制备碱式碳酸铜，则可加入氧化铜、氢氧化铜等；根据有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围，“除铁”时溶液pH应该介于3.7～5.6(或3.7≤pH＜5.6)，若加A后将溶液的pH调为5，则c(OH－)＝10－9mol·L－1，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，则溶液中铁离子浓度为eq\f(4.0×10－38,10－93)mol·L－1＝4.0×10－11mol·L－1。(4)“沉锰”(除Mn2＋)过程中，加入碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰沉淀，反应的离子方程式为Mn2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋NH3=MnCO3↓＋NHeq\o\al(＋,4)。(5)氨气易挥发，“赶氨”时，最适宜的操作方法是将溶液加热。(6)反应得到的沉淀硫酸钡的物质的量为eq\f(4.66g,233g·mol－1)＝0.02mol，n(MnSO4·H2O)＝n(BaSO4)＝0.02mol，则此样品中MnSO4·H2O物质的量为0.02mol×eq\f(100,25)＝0.08mol，则样品中MnSO4·H2O的纯度为eq\f(0.08mol×169g·mol－1,14.00g)×100%≈96.57%。4.【答案】(1)增大稀硫酸浓度、将固体粉碎、用玻璃棒搅拌或适当加热等措施(写出两种即可)(2)3Cd4＋＋CH3OH＋H2O=3Cd2＋＋CO2↑＋6H＋(3)将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋(4)Al(OH)3、Fe(OH)3KSCN溶液(5)1.2×10－19(6)3312【解析】用稀硫酸溶解镉铁矿，其中SiO2不溶于水和酸，通过过滤除去，即滤渣1为SiO2；滤液中主要含有Fe2＋、Fe3＋、Al3＋和Cd4＋，加入CH3OH将Cd4＋还原为Cd2＋，然后加入H2O2溶液，将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，再调节溶液pH使溶液中的Al3＋和Fe3＋完全转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，过滤除去不溶物(滤渣2)，向含有CdSO4的滤液中加入K2CO3生成CdCO3沉淀，再过滤将沉淀溶于HBrO3，最后将溶液蒸发结晶即可得到溴酸镉，据此分析。(1)固体溶解于稀硫酸时，采取增大稀硫酸浓度、将固体粉碎、用玻璃棒搅拌或适当加热等措施，可提高镉的浸出率。(2)CH3OH将Cd4＋还原为Cd2＋时，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，此气体为CO2，结合守恒法，可知反应的离子方程式为3Cd4＋＋CH3OH＋H2O=3Cd2＋＋CO2↑＋6H＋。(3)加入H2O2溶液的目的是将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋。(4)滤渣2的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3；为检验滤液中是否含有Fe3＋，可选用的化学试剂是KSCN溶液。(5)沉淀后的溶液pH＝6，则c(OH－)＝10－8mol·L－1，经阳离子交换树脂后，测得溶液中Na＋比交换前增加了0.0552g·L－1，即Na＋物质的量浓度增加了eq\f(0.0552g·L－1,23g·mol－1)＝0.0024mol·L－1，根据Cd2＋＋2NaR=2Na＋＋CdR2，可知原溶液中c(Cd2＋)＝0.0012mol·L－1，则Cd(OH)2的Ksp＝c(Cd2＋)·c2(OH－)＝1.2×10－19。(6)2t该矿石中CdO2的质量为2×106g×72%＝1.44×106g，其物质的量为eq\f(1.44×106g,144g·mol－1)＝1×104mol，整个流程中镉元素的损耗率为10%，根据原子守恒可知Cd(BrO3)2的物质的量为104mol×(1－10%)＝9×103mol，其质量为9×103mol×368g·mol－1＝3312000g＝3312kg。5.【答案】(1)坩埚C、Cu和CaSO4(2)1∶2(3)3.7≤pH＜8.1使Fe3＋转化为Fe(OH)3而除去，且不影响Mn2＋(4)减少碳酸氢铵的分解，提高原料利用率2.2×10－11(5)取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净(6)①6Fe2＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O②25%【解析】(1)高温焙烧物质应在坩埚中进行；根据分析可知滤渣为C、Cu和CaSO4。(2)步骤D中MnO2被还原成Mn2＋，化合价降低2价，Fe2＋被氧化成Fe3＋，化合价升高1价，根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。(3)此时溶液中的杂质主要为Fe3＋，结合表中数据可知步骤E中调节pH的范围为3.7≤pH＜8.1，其目的是使铁离子转化为氢氧化铁而除去，而不影响Mn2＋。(4)铵盐不稳定，受热易分解，所以步骤G中温度需控制在35℃以下，减少碳酸氢铵的分解，提高原料利用率；Mn2＋恰好沉淀完全时可认为c(Mn2＋)＝10－5mol·L－1，Ksp(MnCO3)＝c(Mn2＋)·c(COeq\o\al(2－,3))＝10－5×2.2×10－6＝2.2×10－11。(5)生成的MnCO3沉淀可能附着有硫酸盐，所以检验是否含有硫酸根即可确认沉淀是否洗涤干净，具体操作：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净。(6)①酸性K2Cr2O7具有强氧化性，可以把亚铁离子氧化成铁离子，自身被还原成=Cr3＋，根据电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得离子方程式为6Fe2＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O。②根据方程式6Fe2＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O可知反应的n(Fe2＋)＝0.500mol·L－1×0.005L×6＝0.015mol，则与[Mn(PO4)2]3－反应的n(Fe2＋)＝0.500mol·L－1×0.06L－0.015mol＝0.015mol，根据方程式[Mn(PO4)2]3－＋Fe2＋=Mn2＋＋Fe3＋＋2POeq\o\al(3－,4)可知n(Mn)＝0.015mol，所以锰元素的质量分数为eq\f(0.015mol×55g·mol－1,3.300g)×100%＝25%。6.【答案】(1)MnCO3＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O(2)500℃1.1060min(3)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋=Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O5.2≤pH<8.15.1×10－6(4)Mn2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)eq\o(=,\s\up7(△))MnCO3↓＋CO2↑＋H2O(5)NH4Cl【解析】(1)根据工艺流程图知“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为MnCO3＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O。(2)根据图示锰浸出率比较高，焙烧菱锰矿的最佳条件是焙烧温度500℃，氯化铵与菱锰矿粉的质量比为1.10，焙烧时间为60min。(3)二氧化锰具有氧化性，可以氧化亚铁离子，而二氧化锰被还原为锰离子，反应的离子方程式为MnO2＋2Fe2＋＋4H＋=Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；根据题干信息知pH在5.2时Al3＋沉淀完全，pH在8.1时，Mn2＋开始沉淀，所以将Fe3＋、Al3＋沉淀完全，可以调整pH范围在5.2≤pH<8.1；L－1≈5.1×10－6mol·L－1。(4)根据流程图知碳化结晶时，发生反应的离子方程式为Mn2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)eq\o(=,\s\up7(△))MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。(5)流程图可以看出能循环利用的固态物质是NH