鉛、銅是芯片焊接和封裝工藝過(guò)程中常用的金屬材料,采用“火法工藝”和“濕法工藝”均可將鉛冰銅冶煉成鉛和銅。
已知:i.鉛冰銅成分:Cu2S、PbS及少量FeS、ZnS;富冰銅主要成分:Cu2S、FeS。
ii.Cu2S、PbS難溶于酸,F(xiàn)eS、ZnS可溶于酸。
iii.0.1mol?L-1Fe2+沉淀為Fe(OH)2,起始的pH為6.3,完全沉淀的pH為8.3;0.1mol?L-1Fe3+沉淀為FeOOH,起始的pH為1.5,完全沉淀的pH為2.8。
Ⅰ.火法工藝:
(1)“第一次熔煉”過(guò)程中,控制空氣用量可使鐵以FeS的形式留在富冰銅中。
①“熔煉”時(shí)鐵可以將PbS中的鉛置換出來(lái),化學(xué)方程式是 PbS+Fe 高溫 Pb+FeSPbS+Fe 高溫 Pb+FeS。
②富冰銅中的Cu2S轉(zhuǎn)化生成1mol銅時(shí),理論上至少需要反應(yīng) 0.50.5molO2。
③控制空氣用量進(jìn)行二次熔煉而不能使用足量空氣一次性熔煉的原因是 Pb不能以單質(zhì)形式析出;焦炭、鐵等原料消耗過(guò)多;銅的產(chǎn)量和純度受到影響等Pb不能以單質(zhì)形式析出;焦炭、鐵等原料消耗過(guò)多;銅的產(chǎn)量和純度受到影響等。
Ⅱ.濕法工藝:
(2)“酸浸”過(guò)程是用過(guò)量稀硫酸浸取鉛冰銅。
①氧氣可將Cu2S氧化成硫和Cu2+,酸浸液中的陽(yáng)離子還有 H+、Fe3+、Zn2+H+、Fe3+、Zn2+。
②廢電解液不能循環(huán)使用次數(shù)過(guò)多,原因是 電解液循環(huán)多次后,溶液中積累的Fe2+、Zn2+濃度增加,電解時(shí)可能放電析出,降低Cu的純度電解液循環(huán)多次后,溶液中積累的Fe2+、Zn2+濃度增加,電解時(shí)可能放電析出,降低Cu的純度。
(3)用廢電解液制備ZnSO4和鐵黃。
①經(jīng)氧氣處理后的廢電解液中。c(Fe3+)實(shí)際濃度大于0.1mol?L-1,則用ZnO調(diào)節(jié)溶液pH <<1.5(填“>”、“<”或“=”)時(shí)開始有FeOOH沉淀析出。
②廢電解液中Fe2+轉(zhuǎn)化為鐵黃的離子方程式是 4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+。
(4)“濕法工藝”與“火法工藝”處理鉛冰銅相比,濕法工藝的優(yōu)點(diǎn)是 反應(yīng)條件溫和、不產(chǎn)生SO2污染物、廢電解液等物質(zhì)循環(huán)利用反應(yīng)條件溫和、不產(chǎn)生SO2污染物、廢電解液等物質(zhì)循環(huán)利用。
高溫
高溫
【答案】PbS+Fe Pb+FeS;0.5;Pb不能以單質(zhì)形式析出;焦炭、鐵等原料消耗過(guò)多;銅的產(chǎn)量和純度受到影響等;H+、Fe3+、Zn2+;電解液循環(huán)多次后,溶液中積累的Fe2+、Zn2+濃度增加,電解時(shí)可能放電析出,降低Cu的純度;<;4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+;反應(yīng)條件溫和、不產(chǎn)生SO2污染物、廢電解液等物質(zhì)循環(huán)利用
高溫
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/10/23 10:0:2組卷:13引用:1難度:0.3
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1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過(guò)如下簡(jiǎn)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(qǐng)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(yàn)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(shí)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(shí):
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(xué)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(shí)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?jǐn)?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(jì),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 -
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(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗(yàn)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(shí)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(shí):
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(xué)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(shí)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?jǐn)?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(jì)。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(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)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(shí)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(jià)與四氧化三鐵中鐵的化合價(jià)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(shí),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(guò)對(duì)上述“氧化”工藝進(jìn)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(shí)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(xué)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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