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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

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