某小型化工厂生产皓矾(ZnSO4·7H2O)的工艺流程如下图所示:
已知:开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为Fe(OH)3:2.7~3.7;Fe(OH)2:7.6~9.6;Zn(OH)2:5.7~8.0。
试回答下列问题:
(1)加入的试剂①应是________,其目的是____________________________________。
(2)加入的试剂②,供选择使用的有:氨水、NaClO溶液、20% H2O2溶液、浓硫酸、浓硝酸等,应选用________,其理由是_____________________。
(3)加入的试剂③是________,目的是______________________________________。
高二化学工业流程中等难度题
某小型化工厂生产皓矾(ZnSO4·7H2O)的工艺流程如下图所示:
已知:开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为Fe(OH)3:2.7~3.7;Fe(OH)2:7.6~9.6;Zn(OH)2:5.7~8.0。
试回答下列问题:
(1)加入的试剂①应是________,其目的是____________________________________。
(2)加入的试剂②,供选择使用的有:氨水、NaClO溶液、20% H2O2溶液、浓硫酸、浓硝酸等,应选用________,其理由是_____________________。
(3)加入的试剂③是________,目的是______________________________________。
高二化学工业流程中等难度题查看答案及解析
某兴趣小组用镀锌铁皮按下列流程制备七水合硫酸锌(ZnSO4·7H2O)
相关信息如下:①金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH范围。
金属离子 | pH | |
开始沉淀 | 完全沉淀 | |
Fe3+ | 1.5 | 2.8 |
Fe2+ | 5.5 | 8.3 |
Zn2+ | 5.4 | 8.2 |
②ZnSO4的溶解度(物质在100g水中溶解的质量)随温度变化曲线。
请回答:
(1)①镀锌铁皮上的油污可用Na2CO3溶液去除,理由是____________。
②步骤Ⅰ,可用于判断镀锌层完全反应的实验现象是__________________________。
(2)步骤Ⅱ,需加入过量H2O2,理由是____(请简述理由,并且写出对应的离子反应方程式)。
(3)步骤Ⅲ,合适的pH范围是____________________。
(4)步骤Ⅳ,需要用到下列所有操作:a.蒸发至溶液出现晶膜;b.在60℃蒸发溶剂;c.冷却至室温;d.在100℃蒸发溶剂;e.过滤。请给出上述操作的正确顺序_____________(操作可重复使用)。
(5)步骤Ⅴ,某同学采用不同降温方式进行冷却结晶,测得ZnSO4·7H2O晶体颗粒大小分布如下图所示。根据该实验结果,为了得到颗粒大小相对均一的较大晶粒,宜选择_______方式进行冷却结晶。
A. 快速降温 B. 缓慢降温 C. 变速降温
高二化学填空题困难题查看答案及解析
某兴趣小组用镀锌铁皮按下列流程制备七水合硫酸锌(ZnSO4·7H2O)
相关信息如下:①金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH范围。②ZnSO4的溶解度(物质在100g水中溶解的质量)随温度变化曲线。
金属离子 | pH | |
开始沉淀 | 完全沉淀 | |
Fe3+ | 1.5 | 2.8 |
Fe2+ | 5.5 | 8.3 |
Zn2+ | 5.4 | 8.2 |
请回答:
(1)①镀锌铁皮上的油污可用Na2CO3溶液去除,理由是_______________________________。②步骤Ⅰ,可用于判断镀锌层完全反应的实验现象是__________________________。
(2)步骤Ⅱ,需加入过量H2O2,理由是____(请简述理由,并且写出对应的离子反应方程式)。
(3)步骤Ⅲ,合适的pH范围是____________________。
(4)步骤Ⅳ,需要用到下列所有操作:a.蒸发至溶液出现晶膜;b.在60℃蒸发溶剂;c.冷却至室温;d.在100℃蒸发溶剂;e.过滤。请给出上述操作的正确顺序_____________(操作可重复使用)。
(5)步骤Ⅴ,某同学采用不同降温方式进行冷却结晶,测得ZnSO4·7H2O晶体颗粒大小分布如图所示。根据该实验结果,为了得到颗粒大小相对均一的较大晶粒,宜选择_______方式进行冷却结晶。
A. 快速降温 B. 缓慢降温 C. 变速降温
高二化学综合题困难题查看答案及解析
如图是闪锌矿(主要成分是ZnS,含有少量FeS)制备ZnSO4·7H2O的一种工艺流程:闪锌矿粉→溶浸→除铁→结晶→ZnSO4∙7H2O。已知:相关金属离子浓度为0.1mol/L时形成氢氧化物沉淀的pH范围如表:
金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Zn2+ |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.3 | 6.2 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 8.3 | 8.2 |
(1)闪锌矿在溶浸之前会将其粉碎,其目的是_____________。
(2)溶浸过程使用过量的Fe2(SO4)3溶液和H2SO4浸取矿粉,发生的主要反应是:ZnS+2Fe3+=Zn2++2Fe2++S。
①浸出液中含有的阳离子包括Zn2+、Fe2+、_____________。
②若改用CuSO4溶液浸取,发生复分解反应,也能达到浸出锌的目的,写出离子方程式_____________。
(3)工业除铁过程需要控制沉淀速率,因此分为还原和氧化两步先后进行,如图。还原过程将部分Fe3+转化为Fe2+,得到pH小于1.5的溶液。氧化过程向溶液中先加入氧化物a,再通入O2。下列说法正确的是_____________(填序号)。
A. 氧化物a可以是ZnO
B. 滤渣2的主要成分是Fe(OH)2
C. 加入ZnS的量和通入O2的速率都可以控制溶液中的c(Fe3+)
高二化学工业流程简单题查看答案及解析
卤块的主要成分是MgCl2,此外还含有Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。若以它为原料按下图所示工艺流程进行生产,可制得轻质氧化镁。
已知1:生成氢氧化物沉淀的pH
物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Mn(OH)2 | 8.3 | 9.8 |
Mg(OH)2 | 9.6 | 11.1 |
已知2:几种难溶电解质的溶解度(20℃)
物质 | 溶解度/g |
Fe(OH)2 | 5.2×10-5 |
Fe(OH)3 | 3×10-9 |
MgCO3 | 3.9×10-2 |
Mg(OH)2 | 9×10-4 |
(已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去)
请回答:
(1)步骤Ⅱ中加入的试剂X为漂液(含25.2%NaClO)。
①用玻璃棒蘸取漂液滴在pH试纸上,pH试纸先变蓝,后褪色。说明漂液具有的性质是________。
②用化学用语表示NaClO溶液使pH试纸变蓝的原因_________。
③步骤Ⅱ中漂液的主要作用是__________。
④若用H2O2代替漂液,发生反应的离子方程式为_________。
(2)步骤Ⅲ中加入的试剂Y为NaOH,应将溶液的pH调节为______,目的是_______。
(3)步骤Ⅳ中加入的试剂Z为Na2CO3,发生反应的离子方程式为_______。
(4)结合化学用语,应用化学平衡移动原理解释步骤Ⅴ中反应发生的原因_______。
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析
用某铜矿(含CuS以及少量FeO和Fe2O3)制备CuCl的主要流程如下:
已知Fe3+、Mn2+、Cu2+生成氢氧化物沉淀时的pH如下表所示:
物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Mn(OH)2 | 7.1 | 10.1 |
Cu(OH)2 | 4.7 | 6.7 |
(1)浸取时,CuS被浸取的离子方程式为CuS+MnO2+4H+=Cu2++Mn2++S↓+2H2O,该反应的氧化剂是________(填化学式),Fe2O3被浸取的离子方程式为________________。
(2)步骤③调整pH的范围为______,滤渣A的成分为________(填化学式)。
(3)“沉铁”时,需要检验Fe3+是否沉淀完全,所用的试剂为________(填化学式)。
(4)准确称取所制备的氯化亚铜样品1.600 g,将其置于足量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,用0.100 0 mol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定到终点,消耗K2Cr2O7溶液25.00 mL,反应中Cr2O72-被还原为Cr3+,计算样品中CuCl的质量分数(写出计算过程)______。
高二化学工业流程困难题查看答案及解析
利用湿法炼锌产生的铜镉渣生产金属镉的流程如下:
已知:铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质。
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1 mol·L-1计算):
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cd(OH)2 | Mn(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.2 | 8.2 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.9 | 9.5 | 10.6 |
(1)为了提高铜镉渣浸出的速率,可采取的措施有:①适当升高温度;②搅拌;③______等。已知浸出的金属离子均为二价,写出浸出钴的化学方程式__________________。
(2)除钴的过程中,需要加入活化剂Sb2O3,锌粉会与Sb2O3、Co2+的溶液形成微电池并产生合金CoSb。该微电池的正极反应式为________________________________。
(3)除铁的过程分两步进行:
①先加入适量KMnO4,发生反应的离子方程式为______________________________,
②再加入ZnO控制反应液的pH范围为_____________。
(4)除铁过程第①步,若加入KMnO4时条件控制不当,MnO2会继续反应,造成的结果是______________,若加入的KMnO4不足量,则待电解溶液中有Fe元素残余。请设计实验方案加以验证_________________。
(5)净化后的溶液用惰性电极电解可获得镉单质。电解废液中可循环利用的溶质是____。
(6)处理含镉废水常用化学沉淀法,以下是几种镉的难溶化合物的溶度积常数(25℃):
Ksp(CdCO3)=5.210-12, Ksp(CdS)=3.610-29,Ksp(Cd(OH)2)=2.010-16,根据上述信息:
沉淀Cd2+效果最佳的试剂是____________。
a.Na2CO3 b.Na2S c.CaO
若采用生石灰处理含镉废水最佳pH为11,此时溶液中c(Cd2+)=_________。
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铜及其化合物在工业生产上有许多用途。某工厂以辉铜矿(主要成分为 Cu2S,含少量 Fe2O3、SiO2 等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下:
已知:
①常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Cu2+ | Mn2+ |
开始沉淀 | 7.5 | 2.7 | 5.6 | 8.3 |
完全沉淀 | 9.0 | 3.7 | 6.7 | 9.8 |
②Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38
(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)常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO等,调节pH调的范围为_____________,若加 A 后溶液的 pH调为5,则溶液中 Fe3+的浓度为_____________mol/L。
(3)写出“沉锰”(除 Mn2+)过程中反应的离子方程式:____________________。
(4)“赶氨”时,最适宜的操作方法是______________________。
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铜及其化合物在工业生产上有许多用途。某工厂以辉铜矿(主要成分为Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下:
已知:①常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Cu2+ | Mn2+ |
开始沉淀 | 7.5 | 2.7 | 5.6 | 8.3 |
完全沉淀 | 9.0 | 3.7 | 6.7 | 9.8 |
②Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38
(1)滤渣I中的主要成分除了MnO2,S还有___________ (化学式),请写出“浸取”反应中生成S的化学方程式:_____。
(2)常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO等,调节pH调的范围为____,若加A后溶液的pH调为5,则溶液中Fe3+的浓度为____mol/L。
(3)写出“沉锰”(除Mn2+)过程中反应的离子方程式:_____。
(4)滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是____(写化学式)。
高二化学工业流程中等难度题查看答案及解析
铜及其化合物在工业生产上有许多用途。某工厂以辉铜矿(主要成分为Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下:
已知:
①常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Cu2+ | Mn2+ |
开始沉淀 | 7.5 | 2.7 | 5.6 | 8.3 |
完全沉淀 | 9.0 | 3.7 | 6.7 | 9.8 |
②Ksp[Fe(OH)3]=2.0×10-36
③Cu2S遇酸时会生成S
(1)加快“浸取”速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有__________(任写一种)。
(2)滤渣I中的主要成分是______________。
(3)常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO等,调节pH调的范围为_______,请用离子方程式表示用CuO“除铁”时所发生的反应__,若加A调节溶液pH后溶液中Fe3+的浓度为2.0×10-9mol/L,则pH为__。
(4)写出“沉锰”(除Mn2+)过程中反应的离子方程式:_________________________。
(5)Na2CO3溶液浸泡重晶石(假设杂质不与Na2CO3反应),能将BaSO4转化为BaCO3,此反应的平衡常数K= ________(填写计算结果);若不考虑CO32-的水解,要使46.6g BaSO4恰好完全转化为BaCO3,则至少需要浓度为1mol·L-1Na2CO3溶液 ____mL。(已知:Ksp(BaSO4)=1.0×10-10、Ksp(BaCO3)=5.0×10-9)
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