炼锌厂产生的工业废渣——锌渣（除了含Zn外，还含有Fe、Al、Cd和SiO2等杂质），利用...

【化学——选修2：化学与技术】

炼锌厂产生的工业废渣—锌渣（除了含Zn外，还含有Fe、Al、Cd和SiO2等杂质），利用锌渣制取并回收ZnSO4·7H2O和金属镉是一个有益的尝试，其流程如下：

已知：Fe3＋、Al3＋、Zn2＋、Cd2＋、Fe2＋以氢氧化物完全沉淀时的pH分别为：3．2，4．7，6．5，9．4，9．7；锌的金属活动性比镉强。

试回答下列问题：

（1）“浸出”时用到的“试剂X”为___________（填名称）。

（2）写出“氧化”过程的离子方程式____________。

（3）“调pH”过程可以选用_____________。（从以下选项选择，填序号）

A．H2SO4　　　　　　 B．ZnO　　　　　　 C．NaOH　　　　　　 D．ZnCO3

“滤渣2”的主要成分是___________（填化学式，下同）。

（4）“试剂Y”是_______________；写出除去Cd2＋的化学方程式_______________。

（5）“操作1”的方法是_______________；在“操作1”时，必须采取的实验措施是___________。

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【化学——选修2：化学与技术】

炼锌厂产生的工业废渣—锌渣（除了含Zn外，还含有Fe、Al、Cd和SiO2等杂质），利用锌渣制取并回收ZnSO4·7H2O和金属镉是一个有益的尝试，其流程如下：

已知：Fe3＋、Al3＋、Zn2＋、Cd2＋、Fe2＋以氢氧化物完全沉淀时的pH分别为：3．2，4．7，6．5，9．4，9．7；锌的金属活动性比镉强。

试回答下列问题：

（1）“浸出”时用到的“试剂X”为___________（填名称）。

（2）写出“氧化”过程的离子方程式____________。

（3）“调pH”过程可以选用_____________。（从以下选项选择，填序号）

A．H2SO4　　　　　　 B．ZnO　　　　　　 C．NaOH　　　　　　 D．ZnCO3

“滤渣2”的主要成分是___________（填化学式，下同）。

（4）“试剂Y”是_______________；写出除去Cd2＋的化学方程式_______________。

（5）“操作1”的方法是_______________；在“操作1”时，必须采取的实验措施是___________。

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（16分）炼锌厂产生的工业废渣——锌渣（除了含Zn外，还含有Fe、Al、Cd和SiO₂等杂质），利用锌渣制取并回收ZnSO₄·7H₂O和金属镉是一个有益的尝试，其流程如下：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Fe²⁺以氢氧化物完全沉淀时的pH分别为：3.2，4.7，6.5，9.4，9.7；锌的金属活动性比镉强。

试回答下列问题：

（1）“浸出”时用到的“试剂X”为________(填名称)。

（2）写出“氧化”过程的离子方程式________。

（3）“调pH”过程可以选用________。（从以下选项选择， 填序号）

A．H₂SO₄       B．ZnO    C．NaOH

“滤渣2”的主要成分是________(填化学式，下同)。

（4）“试剂Y”是______________；“滤渣3”的成分为______________________。

（5）“操作1”的方法是_______；在“操作1”时，必须采取的实验措施是。

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炼锌厂产生的工业废渣——锌渣（除了含Zn外，还含有Fe、Al、Cd和SiO2等杂质），利用锌渣制取并回收ZnSO4·7H2O和金属镉（Cd）是一个有益的尝试，其流程如下：

已知：Fe3+、Al3+、Zn2+、Cd2+、Fe2+以氢氧化物完全沉淀时的pH分别为：3.2，4.7，6.5，9.4，9.7。试回答下列问题：

（1）浸出时用到的试剂X为　　　　　　　　 ， 写出溶解过程中加快浸出速率和提高浸出率的两点措施：_______________________________，______________________________。

（2）写出加入Ca(ClO)2反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）调节pH过程可以选用　　　　　　　 （填“ZnO”或“NaOH”）；本流程的pH调节一般调至5，其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）写出过滤后加入过量的锌粉反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（5）在蒸发浓缩操作时，要采取实验措施是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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（16分）炼锌厂产生的工业废渣——锌渣（除了含Zn外，还含有Fe、Al和SiO₂等杂质），利用锌渣制取并回收ZnSO₄·7H₂O和金属镉是一个有益的尝试，其流程如下：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Fe²⁺以氢氧化物完全沉淀时的pH分别为：3.2，4.7，6.5，9.4，9.7；锌的金属活动性比镉强；SiO₂是不溶于水和酸（HF除外）的酸性氧化物。

试回答下列问题：

（1）“浸出”时用到的“试剂X” 选________。

A．H₂SO₄(aq)       B．HCl(aq)   C．HNO₃(aq)

“滤渣1”的主要成分是_(填化学式)。

（2）写出“氧化”过程的离子方程式________。

（3）“调pH”过程可以选用________。

A．H₂SO₄       B．ZnO    C．NaOH

（4）“试剂Y” 选______________。

A．Cd       B．Zn    C．Fe

（5）“操作1”的方法是_____、______、_______。

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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

表2 温度对ZnSO4.7H2O 回收量及纯度的影响

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：

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)。

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（11分）七水硫酸镁（MgSO4•7H2O）在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣﹣硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3，还含有其他杂质（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等）．

表1　 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH

表2　 两种盐的溶解度（单位为g/100g水）

硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：

根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据，试回答下列问题：

（1）过滤I的滤液中加入硼镁泥，调节溶液的pH=5～6，再加入NaClO溶液加热煮沸，将溶液中的Mn2+氧化成MnO2，反应的离子反应方程式为　　　　 ．加热煮沸的主要目的是　　　　 ．

（2）沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有　　　　 （填化学式）等物质．

（3）检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3+的实验方法是　　　　　　　　　　 ；

（4）沉淀C的化学式是　　　　 ．过滤Ⅲ需趁热过滤的理由是　　　　 ．

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