高三化学解答题中等难度题
【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
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)。
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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
沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mn(OH)2 | Mg(OH)2 |
pH值 | 5.2 | 3.2 | 9.7 | 10.4 | 11.2 |
表2 两种盐的溶解度(单位为g/100g水)
温度/℃ | 10 | 30 | 40 | 50 | 60 |
CaSO4 | 0.19 | 0.21 | 0.21 | 0.20 | 0.19 |
MgSO4•7H2O | 30.9 | 35.5 | 40.8 | 45.6 | / |
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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