ZnO是制備各種含鋅材料的原料,在電鍍、醫(yī)療上有廣泛應(yīng)用。一種以菱鋅礦(主要成分為ZnCO3,雜質(zhì)為SiO2以及含有 Fe、Mn、Ni等元素)為原料制備ZnO的工藝流程如圖:
?
已知:①“溶浸”后的溶液中金屬離子主要有:Zn2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+。
②在本實驗條件下,Ni2+不能被氧化。弱酸性溶液中KMnO4能將Mn2+氧化生成MnO2。
③生成氫氧化物沉淀的pH見表:
物質(zhì) | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Zn(OH)2 | Ni(OH)2 | Mn(OH)2 |
開始沉淀時的pH | 1.5 | 6.3 | 6.2 | 6.9 | 8.1 |
沉淀完全時的pH | 2.8 | 8.3 | 8.2 | 8.9 | 10.1 |
(1)“溶浸”實驗中,鋅的浸出率結(jié)果如圖所示。由圖可知,當鋅的浸出率為70%時,所采用的實驗條件為
100℃、2h或90℃、5h
100℃、2h或90℃、5h
。?
(2)“調(diào)pH”中,向“溶浸”后的溶液中加入
ZnO或ZnCO3等
ZnO或ZnCO3等
(填化學式)調(diào)節(jié)pH約為5。(3)“氧化除雜”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式分別是:①3Fe2++
M
n
O
-
4
3Mn2++2+2H2O═5MnO2↓+4H+
M
n
O
-
4
3Mn2++2+2H2O═5MnO2↓+4H+
。M
n
O
-
4
(4)“還原除雜”中,濾渣3的主要成分是
鎳粉
鎳粉
及過量的鋅粉?!斑€原除雜”的反應(yīng)類型為 置換反應(yīng)
置換反應(yīng)
。(5)“沉鋅”后,沉淀要用水洗,檢查沉淀是否洗滌干凈的方法是
取最后一次洗滌液,加入足量鹽酸酸化,無明顯現(xiàn)象,再加入少量BaCl2溶液,無白色沉淀生成,則沉淀已經(jīng)洗滌干凈
取最后一次洗滌液,加入足量鹽酸酸化,無明顯現(xiàn)象,再加入少量BaCl2溶液,無白色沉淀生成,則沉淀已經(jīng)洗滌干凈
。(6)“沉鋅”生成堿式碳酸鋅的成分可能是ZnCO3?xZn(OH)2。取干燥后的沉淀11.2g,“高溫煅燒”后可得到產(chǎn)品ZnO8.1g,則x=
1
1
。【答案】100℃、2h或90℃、5h;ZnO或ZnCO3等;3Mn2++2+2H2O═5MnO2↓+4H+;鎳粉;置換反應(yīng);取最后一次洗滌液,加入足量鹽酸酸化,無明顯現(xiàn)象,再加入少量BaCl2溶液,無白色沉淀生成,則沉淀已經(jīng)洗滌干凈;1
M
n
O
-
4
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/8/28 8:0:8組卷:14引用:1難度:0.5
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1.為了保護環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(Fe主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請回答下列問題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液 B.KCl溶液 C.KSCN 溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH到5.2,此時Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡,通入空氣引起溶液pH降低的原因是
(4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。
已知25℃,101kPa時:
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1648kJ/mol
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1480kJ/mol
FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學方程式是
(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%,將a kg質(zhì)量分數(shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其它雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計,按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:495引用:3難度:0.3 -
2.為了保護環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4,不考慮其他反應(yīng),請回答下列問題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液B.K3[Fe(CN)6]溶液C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是
(4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料,已知25℃,101kPa時:
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1 648kJ?mol-1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393kJ?mol-1
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1 480kJ?mol-1FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學方程式是
(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS2═Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將akg質(zhì)量分數(shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:28引用:2難度:0.5 -
3.四氧化三錳用于電子工業(yè)生產(chǎn)軟磁鐵氧體,用作電子計算機中存儲信息的磁芯。以工業(yè)硫酸錳為原料(含有少量CaO、MgO、Ca(OH)2等物質(zhì))制備Mn3O4的工藝流程如圖:
已知:①氧化時鼓入空氣使溶液的電位迅速上升;
②四氧化三錳中錳的化合價與四氧化三鐵中鐵的化合價類似。
回答下列問題:
(1)為提高“溶解”效率,可采取的措施有
(2)濾渣的主要成分是
(3)氧化時,生成Mn3O4的離子方程式為
(4)向母液可加入
A.CaO
B.稀氫氧化鈉溶液
C.氫氧化鈣固體
D.(NH4)2CO3
(5)通過對上述“氧化”工藝進行數(shù)據(jù)收集及資料分析可知溶液電位與pH等關(guān)系如圖所示
氧化時N2H4?H2O的作用是
(6)四氧化三錳的其他制法:
①熱還原法:
在甲烷氣體存在下,將Mn2O3還原成Mn3O4的化學方程式為
②電解法:
利用電解原理,制備四氧化三錳裝置如圖所示。(電極材料均為惰性電極,<代表電子流向)
電源正極為發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:14引用:1難度:0.6
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