锌灰是炼锌厂的烟道灰,含ZnO 35%以上,还含有少量的氧化锰(MnO)、氧化铜、 铁的氧化物和不溶于酸的杂质,工业上常用酸浸法回收 ZnSO4·7H2O。已知 ZnSO4·7H2O 晶体易溶于水,难溶于酒精,某兴趣小组实验室模拟回收 ZnSO4·7H2O 晶体,流程如下:
请回答:
(1)分析步骤 II 中的操作和原理, 回答下列问题:
①结合表 1、 2,分析选择的 pH 及温度分别是______________________, 其中, 可以采用加入_________________________来调节 pH ;
表1 pH对ZnSO4.7H2O 回收量及纯度的影响
pH | ZnSO4.7H2O 回收量(g) | 产品中Fe的含量% | 产品中其他重金属含量% |
1 | 114.32 | 0.750 | 0.059 |
2 | 114.4 | 0.086 | 0.056 |
3 | 113.68 | 0.034 | 0.054 |
4 | 113.60 | 0.010 | 0.050 |
5 | 112.43 | 0.010 | 0.050 |
表2 温度对ZnSO4.7H2O 回收量及纯度的影响
温度 (℃) | ZnSO4.7H2O 回收量(g) | 产品中Fe的含量% | 产品中其他重金属含量% |
20 | 111.45 | 0.011 | 0.052 |
40 | 112.89 | 0.010 | 0.051 |
60 | 113.30 | 0.010 | 0.050 |
80 | 113.80 | 0.010 | 0.050 |
90 | 114.40 | 0.091 | 0.048 |
②酸性 KMnO4 溶液将溶液中的 Fe2+氧化,生成两种沉淀;同时,过量的高锰酸钾在微酸性的条件能自动分解生成MnO2 沉淀。试写出在该环境下,KMnO4 溶液氧化 Fe2+的离子反应方程式_________________________________________。 若用稀硝酸做氧化剂,除了产物中可能含有 Zn(NO3)2 外,还可能的缺点是:_________________________;
(2)分析整个实验过程中,回答下列问题:
①滤渣 B 的主要成分为___________________________;
②如何检验滤液B中是否含有铁元素_____________________________________;
③写出生成滤渣C的离子方程式__________________________________________;
(3)为测定 ZnSO4·7H2O 晶体的纯度,可用 K4Fe(CN)6 标准液进行滴定。主要原理如下:2K4Fe(CN)6+ 3ZnSO4= K2Zn3[Fe(CN)6]2↓+ 3K2SO4
准确称取 5.000g ZnSO4·7H2O 晶体,用蒸馏水溶解并定容至 250mL,准确移取该溶液 25.00mL至锥形瓶中,用 0.0500mol/L K4Fe(CN)6 溶液进行滴定,所得数据如下表:
实验次数 | 滴定前读数/mL | 滴定后读数/mL |
1 | 0.10 | 19.92 |
2 | 1.34 | 21.12 |
3 | 0.00 | 20.10 |
则 ZnSO4·7H2O 晶体的纯度是_______________(以质量分数表示,保留到小数点后两位)。
高三化学实验题困难题
锌灰是炼锌厂的烟道灰,含ZnO 35%以上,还含有少量的氧化锰(MnO)、氧化铜、 铁的氧化物和不溶于酸的杂质,工业上常用酸浸法回收 ZnSO4·7H2O。已知 ZnSO4·7H2O 晶体易溶于水,难溶于酒精,某兴趣小组实验室模拟回收 ZnSO4·7H2O 晶体,流程如下:
请回答:
(1)分析步骤 II 中的操作和原理, 回答下列问题:
①结合表 1、 2,分析选择的 pH 及温度分别是______________________, 其中, 可以采用加入_________________________来调节 pH ;
表1 pH对ZnSO4.7H2O 回收量及纯度的影响
pH | ZnSO4.7H2O 回收量(g) | 产品中Fe的含量% | 产品中其他重金属含量% |
1 | 114.32 | 0.750 | 0.059 |
2 | 114.4 | 0.086 | 0.056 |
3 | 113.68 | 0.034 | 0.054 |
4 | 113.60 | 0.010 | 0.050 |
5 | 112.43 | 0.010 | 0.050 |
表2 温度对ZnSO4.7H2O 回收量及纯度的影响
温度 (℃) | ZnSO4.7H2O 回收量(g) | 产品中Fe的含量% | 产品中其他重金属含量% |
20 | 111.45 | 0.011 | 0.052 |
40 | 112.89 | 0.010 | 0.051 |
60 | 113.30 | 0.010 | 0.050 |
80 | 113.80 | 0.010 | 0.050 |
90 | 114.40 | 0.091 | 0.048 |
②酸性 KMnO4 溶液将溶液中的 Fe2+氧化,生成两种沉淀;同时,过量的高锰酸钾在微酸性的条件能自动分解生成MnO2 沉淀。试写出在该环境下,KMnO4 溶液氧化 Fe2+的离子反应方程式_________________________________________。 若用稀硝酸做氧化剂,除了产物中可能含有 Zn(NO3)2 外,还可能的缺点是:_________________________;
(2)分析整个实验过程中,回答下列问题:
①滤渣 B 的主要成分为___________________________;
②如何检验滤液B中是否含有铁元素_____________________________________;
③写出生成滤渣C的离子方程式__________________________________________;
(3)为测定 ZnSO4·7H2O 晶体的纯度,可用 K4Fe(CN)6 标准液进行滴定。主要原理如下:2K4Fe(CN)6+ 3ZnSO4= K2Zn3[Fe(CN)6]2↓+ 3K2SO4
准确称取 5.000g ZnSO4·7H2O 晶体,用蒸馏水溶解并定容至 250mL,准确移取该溶液 25.00mL至锥形瓶中,用 0.0500mol/L K4Fe(CN)6 溶液进行滴定,所得数据如下表:
实验次数 | 滴定前读数/mL | 滴定后读数/mL |
1 | 0.10 | 19.92 |
2 | 1.34 | 21.12 |
3 | 0.00 | 20.10 |
则 ZnSO4·7H2O 晶体的纯度是_______________(以质量分数表示,保留到小数点后两位)。
高三化学实验题困难题查看答案及解析
在炼锌厂和炼钢厂废弃的含锌烟道灰中,含有30%~50%的氧化锌,另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等物质,可用该烟道灰为原料生产草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O)。
请回答下列问题:
(1)为了提高漫出速率,除将烟道灰处理得更细外,还可采取的措施有______ (写出一条)。
(2)证明除铁工序中Fe3+已经沉淀完全的实验步骤及现象是__________.
(3)上述流程中除铁与除铜的顺序不能颠倒,否则除铁率会减小,其原因是__________.
(4)己知: 常温下,Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38.当加入ZnO控制反应液pH=5.0时,溶液中c(Fe3+)=_________.
(5)草酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色,试写出相关反应的离子方程式:___________.
高三化学综合题困难题查看答案及解析
以炼锌厂的烟道灰主要成分为ZnO,另含少量、CuO、、MnO等为原料可生产草酸锌晶体ZnSO4·2H2O,摩尔质量为189g/mol。
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物 | ||||
开始沉淀的pH | ||||
沉淀完全的pH |
请问答下列问题:
(1)滤渣A的主要成分为_________,滤渣B的主要成分为_______________ 。
(2)除锰过程中产生沉淀的离子方程式为_______________________。
(3) ①除铁部分可能被除去时加入ZnO控制反应液pH的范围为______________。
②若某溶液中含有,可能含有,请设计实验证明的存在。________。
(4)沉淀后要获得干燥纯净草酸锌晶体,需进行的操作是_______________。
(5)将草酸锌晶体加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如图所示,范围内,发生反应的化学方程式为_________________。
高三化学工业流程困难题查看答案及解析
以炼锌厂的烟道灰(主要成分为ZnO,另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)为原料可生产草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O)。
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 4.2 | 5.4 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.7 | 6.7 | 8.2 |
请问答下列问题:
(1) 滤渣A的主要成分为________。
(2) 除锰过程中产生MnO(OH)2沉淀的离子方程式为________。
(3) ① 除铁(部分Cu2+可能被除去)时加入ZnO控制反应液pH的范围为________________。
② 上述流程中除铁与除铜的顺序不能颠倒,否则除铁率会减小,其原因是________。
(4) 若沉淀过程采用Na2C2O4代替草酸铵晶体生产草酸锌,合理的加料方式是________。
(5) 将草酸锌晶体加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如右图所示,300 ℃~460 ℃范围内,发生反应的化学方程式为________。
高三化学实验题简单题查看答案及解析
以炼锌厂的烟道灰(主要成分为ZnO,另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)为原料可生产草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O)。
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 4.2 | 5.4 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.7 | 6.7 | 8.2 |
请问答下列问题:
(1)滤渣B的主要成分为________ 。
(2)除锰过程中产生MnO(OH)2沉淀的离子方程式为________。
(3)①除铁(部分Cu2+可能被除去)时加入ZnO控制反应液pH的范围为___________。
②上述流程中除铁与除铜的顺序不能颠倒,否则除铁率会减小,其原因是________。
(4)若沉淀过程采用Na2C2O4代替草酸铵晶体生产草酸锌,合理的加料方式是________。
(5)将草酸锌晶体加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如图所示,300 ℃~460 ℃范围内,发生反应的化学方程式为________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
以炼锌厂的烟道灰(主要成分为ZnO,另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)为原料可生产草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O)。
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 4.2 | 5.4 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.7 | 6.7 | 8.2 |
请问答下列问题:
(1)滤渣A的主要成分为 。
(2)除锰过程中产生MnO(OH)2沉淀的离子方程式为 。
(3)①除铁(部分Cu2+可能被除去)时加入ZnO控制反应液pH的范围为 。
②上述流程中除铁与除铜的顺序不能颠倒,否则除铁率会减小,其原因是 。
(4)若沉淀过程采用Na2C2O4代替(NH4)2C2O4生产草酸锌晶体,合理的加料方式是 。
(5)将草酸锌晶体加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如右图所示,300 ℃~460 ℃范围内,发生反应的化学方程式为 。
高三化学简答题困难题查看答案及解析
我国是最早发现并使用锌的国家,《天工开物》记载了炉甘石(ZnCO3)和木炭冶炼锌。现代工业上用氧化锌烟灰(主要成分为ZnO、少量Pb、CuO和As2O3)制取高纯锌的工艺流程如图所示。
请回答下列问题
(1)《天工开物》中炼锌的方法中利用了木炭的__性。
(2)滤渣3的主要成份是__(填化学式)。
(3)“溶浸”时,氧化锌参与反应的相关离子方程式是__;“溶浸”时温度不宜过高,其原因是__。
(4)“氧化除杂”的目的是将AsCl52-转化为As2O5胶体,再经吸附聚沉除去,该反应的离子方程式是____。
(5)“电解”含[Zn(NH3)4]2+的溶液,阴极放电的电极反应式是__。该流程中可以循环使用的物质是__(写化学式)。
高三化学工业流程困难题查看答案及解析
工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4,还含有少量FeO、CuO等氧化物杂质)制取金属锌的流程如图所示。
(1)提高酸浸效率的措施为____________(任答一条即可);酸浸时H+与难溶固体ZnFe2O4反应的离子方程式为____________________________。
(2)净化I中H2O2参与反应的离子方程式为_____________________;X可选择的试剂为___________(写化学式),净化II中Y为__________(写化学式);
(3)电解法制备锌的装置如图甲所示:
则电解槽中盛有的电解质溶液为__________(填字母);
a.ZnCl2溶液 b.Zn(NO3)2溶液 c.ZnSO4溶液
(4)使用含有[Zn(OH)4]2-的强碱性电镀液进行镀锌防腐蚀,可得到细致的光滑镀层,电镀时阴极电极反应式_______________。以锌为负极,采用牺牲阳极法防止铁闸的腐蚀,图乙中锌块的固定位置最好应在_________处(填字母)。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
(16分)工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4,还含有少量FeO、CuO等氧化物杂质)制取金属锌的流程如图所示。
(1)提高酸浸效率的措施为_________________________________(任答一条即可);酸浸时H+与难溶固体ZnFe2O4反应的离子方程式为___________________。
(2)净化Ⅰ中H2O2参与反应的离子方程式为____________________________;X可选择的试剂为______(写化学式)。净化Ⅱ中Y为_____________(写化学式)。
(3)电解法制备锌的装置如图甲所示:
则电解槽中盛有的电解质溶液为______(填字母)。
a.ZnCl2溶液 b.Zn(NO3)2溶液 c.ZnSO4溶液
根据图甲中的数据,可求得电解过程中电流的有效利用率为_________。
(4)使用含有[Zn(OH)4]2-的强碱性电镀液进行镀锌防腐蚀,可得到细致的光滑镀层,电镀时阴极电极反应式_____________________。以锌为负极,采用牺牲阳极法防止铁闸的腐蚀,图乙中锌块的固定位置最好应在_____处(填字母)。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
软锰矿的主要成分是MnO2,还含有少量金属铁、镁、铝、锌、铜的化合物等杂质。黄铁矿的主要成分是FeS2,还含有硅、铝的氧化物等杂质。工业上用软锰矿制备碳酸锰并回收硫酸铵,其主要流程如下:
已知金属离子从开始形成氢氧化物沉淀,到沉淀时溶液的pH如下表:
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Cu2+ | Mn2+ |
开始沉淀pH | 7.5 | 2.7 | 4.1 | 5.9 | 8.8 |
完全沉淀pH | 9.5 | 3.7 | 5.4 | 6.9 | 10.8 |
(1)提高浸出率的可采取的措施有_________。
A.适当升高温度 B.搅拌 C.加适量纯碱 D.加压
(2)浸取完成后,取浸取液少许,加入KSCN溶液无明显现象,则浸取时发生的主要反应的化学方程式是____________________________________________。
(3)调节pH为5.4~5.8的目的是_____________________________________________。
(4)滤渣3的主要成分的化学式是_____________。
(5)50℃碳化过程发生反应的离子方程式是____________________________________。
高三化学填空题困难题查看答案及解析