(12分)氧化锌是重要的基础化工原料，从含锌废水(含Zn2+及少量的Mn2+、Fe2+及P...

(12分)氧化锌是重要的基础化工原料，从含锌废水(含Zn2+及少量的Mn2+、Fe2+及Pb2+等)为原料制取ZnO的实验流程如下：

已知几种难溶氢氧化物沉淀的PH范围

（1）KMnO4氧化废水中Mn2+生成MnO2的离子方程式为　　　　　　 ；滤渣I的主要成分除MnO2外，另一种

是　　 (写化学式)。

（2）滤渣II的主要成分除过量的Zn粉、MnO2外，还有　　 (写化学式)；滤渣II中含有二氧化锰，其可能原因是　　 。

（3）灼烧生成的碱式碳酸锌[ZnCO3·2Zn(OH)2]的化学方程式为 　 ；灼烧时，用到的硅酸盐质仪器除酒精灯外还用到的2种是　　 。

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（12分）以炼铅厂铅锌烟灰（主要成分为ZnO，还含有少量Fe2+、Mn2+及微量其他重金属离子）为原料生产氯化锌的工艺流程如下：

（1）“酸浸”时一般控制温度为30 ℃，温度不宜过高的原因是　　 　 　 。

（2）“氧化”时需控制溶液的pH为5。写出KMnO4氧化Fe2+为Fe3+的离子方程式　 　　 　 。实际生产中高锰酸钾用量远多于理论用量的原因是 　　 　　 。

（3）物质A的化学式是　　 　 。

（4）写出流程中省略的操作步骤：　 　 　　 ，若操作不当则会产生杂质Zn(OH)Cl，欲降低产品中该杂质的含量，可以采取的方法是　　 　 　 。

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草酸钴是制作氧化钴和金属钴的原料,一种利用含钴废料（主要成分Co2O3），含少量Fe2O3、ZnO、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等）制取草酸钴（CoC2O3）的工艺流程如下：

已知:ZnO与Al2O3化学性质相似，既能溶于强酸又能溶于强碱。

（1）“550℃焙烧”的目的是__________

（2）“浸出液”的主要成分是_________

（3）“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，反应的离子方程式为___________。

（4）“净化除杂1”过程中，先在40℃-50℃加入H2O2,其作用是_______(离子方程式表示):再升温至80-85℃,加入Na2CO3溶液,调pH至4.5以达到净化除杂的目的。

（5）为测定产品的纯度,将1g产品用适当试剂转化,得到草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液。

已知NH3·H2O的Kb=1.76×10-5；H2C2O4的Ka1=5.9×l0-2,Ka2=6.4×10-5。

①判断NH4HC2O4溶液呈________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。

②将草酸钴溶液用过量稀硫酸酸化.用0.1000mol/LKMnO4溶液滴定,达到滴定终点时,共用去KMnO4溶液20.00mL,则草酸钴样品的纯度为____%。

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硫酸锌是制备荧光粉的原料之一。工业上由锌白矿（主要成分是ZnO，还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂质）制备ZnSO4•7H2O的流程如下。

已知：常温下，溶液中的Fe3+、Zn2+、Fe2+以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别为：3.7，6.5，9.7。

（1）浸取过程中提高浸出效率可采用的措施有 　　　　　　　　　　　　 （任答一条），ZnO和硫酸反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）加入适量锌粉的作用为：①使溶液中的Fe3+转化为Fe2+；② 　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）氧化过程中H2O2发生反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）加入适量Ca(OH)2调节溶液pH，促进Fe3+水解，Fe3+水解反应的平衡常数表达式K＝ 　　　　　 ，Ca(OH)2不能过量的原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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硫酸锌是制备荧光粉的原料之一。工业上由锌白矿（主要成分是ZnO，还含有Fe₂O₃、CuO、SiO₂等杂质）制备ZnSO₄•7H₂O的流程如下。

已知：常温下，溶液中的Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别为：3.7，6.5，9.7。

（1）浸取过程中提高浸出效率可采用的措施有　　（任答一条），

ZnO和硫酸反应的化学方程式为　　。

（2）加入适量锌粉的作用为：①使溶液中的Fe³⁺转化为Fe²⁺；②　　。

（3）氧化过程中H₂O₂发生反应的离子方程式为　　。

（4）加入适量Ca(OH)₂调节溶液pH，促进Fe³⁺水解，Fe³⁺水解反应的平衡常数表达式

K＝　　，Ca(OH)₂不能过量的原因是　　。

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以硫酸法钛白粉生产中排放的含锰废水(主要金属离子为Mn2＋、Fe2＋、Al3＋，还含有少量Ca2＋、Mg2＋、Cu2＋和Ni2＋等离子)为原料，生产MnCO3的工艺流程如下：

已知：25 ℃时，Ksp(CaF2)＝1.5×10－10、Ksp(MgF2)＝7.5×10－11。

(1)流程中含锰废水经过前三步预处理，得到主要含有Mn2＋的母液。

①除铁铝时，在搅拌条件下先加入H2O2溶液，再加入NaOH溶液调节pH。加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为__________________________________________。

②除钙镁步骤中，当Ca2＋、Mg2＋沉淀完全时，溶液中＝________。

(2) 沉锰过程在pH为7.0条件下充分进行，反应温度对锰沉淀率的影响关系如图所示。

①沉锰过程发生反应的离子方程式为____________。该过程中加入适当过量的NH4HCO3的原因是________。

②当温度超过30 ℃，沉锰反应的锰沉淀率随温度升高而下降的原因是______________________________。

(3) 沉锰后过滤得到MnCO3粗产品，依次用去离子水和无水乙醇各洗涤2～3次，再低温干燥，得到纯净的MnCO3。用无水乙醇洗涤的目的是____________________________。

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某科研课题小组研究利用含H+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、Cl-、SO42-的工业废液,制备高纯的ZnO、MnO2、Fe2O3,设计出如下实验流程:

已知:

①氢氧化锌沉淀呈白色

②氢氧化锰难溶于水

③溶液中金属离子沉淀完全时,其浓度

回答下列问题:

（1）向工业废液中加入双氧水,可能观察到的现象有:溶液的颜色发生变化和_____,其中引起溶液颜色变化的离子方程式为_____。

（2）第一次调pH的目的是沉淀Fe3+。 检验Fe3+是否完全沉淀的操作:取少量滤液于洁净试管中,最好加入下列试剂中的____ (填标号),并观察实验现象。

a.稀氨水　　　 b.KSCN溶液　　　 c.K3Fe(CN)6溶液

（3）第二次调pH前,科研小组成员在室温下分析此时的溶液,得到相关数据见下表

为防止Mn2+也同时沉淀造成产品不纯,最终选择将溶液的pH控制为7.5,则此时溶液中Zn2+ 的沉淀率为____ 。 (第二次调pH前后液体体积的变化忽略不计)

（4）已知常温下, 。在除锌时发生沉淀转化反应为 ,其平衡常数K= ___。

（5）沉锰反应在酸性条件下完成,写出反应的离子方程式____。

（6）下列关于沉锰制备高纯MnO2的说法中,不正确的是____ (填标号)。

a.若沉锰反应时加入足量浓盐酸并加热,MnO2的产率将降低

b.若沉锰后进行过滤操作,为了加快过滤速率,不断用玻璃棒搅拌

c.若除锌时加入MnS质量为xg,沉锰反应中锰元素无损失,MnO2的产量将增加xg

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活性氧化锌(ZnO)广泛用于橡胶、涂料、陶瓷、电子等行业，以粗氧化锌(主要成分为ZnO，还含有少量MnO、CuO、FeO、Fe2O3等)为原料经深度净化可制备高纯活性氧化锌，其流程如图所示：

几种难溶物的Ksp：

(1)将大小为66nm的高纯活性氧化锌粉末分散到水中，所得分散系为______。

(2)“浸取”过程中ZnO与NH3·H2O、NH4HCO3反应生成可溶性的Zn[(NH3)n]CO3和H2O。若有1mol ZnO溶解，则在该转化反应中参加反应的NH3·H2O和NH4HCO3物质的量之比的最大值为___________(已知：1≤n≤4)。

(3)“深度除锰”过程中双氧水可将“滤液1”中的Mn(OH)2转化为更难溶的MnO2·H2O，写出反应的化学方程式______________，“滤渣2”中存在的物质除了MnO2·H2O还可能含有_________(用化学式表示)。

(4)“深度除铜”过程中当溶液中≤2.0×10－6时，才能满足“深度除铜”的要求，若溶液中Zn2＋浓度为1mol/L时，则最终溶液中S2－的浓度理论上的最小值为____mol/L。

(5)“蒸氨”过程中Zn[(NH3)n]CO3分解为ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O、NH3和CO2。为了提高经济效益，请设计循环利用NH3和CO2方案_____________。

(6)“煅烧”时ZnCO3·2Zn(OH)2转变为高纯活性氧化锌，写出反应的化学方程式______

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(12分) 铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示：

请回答下列问题：

（1）固体a的化学式为________，Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为_________________。

（2）由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)　　　　　　　　　　　　 、冷却结晶、过滤洗涤。

（3）以1 000 kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)3，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 g·cm－1)　　　　　　　　　　 L(计算结果请保留一位小数)。

（4）若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1∶1，则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为　　　　　　　　　 。

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铝是重要的金属材料，铝土矿（主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质）是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示：

请回答下列问题：

（1）固体a的化学式为________，Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式__________________。

（2）制取铵明矾溶液的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为（填操作名称）　　　　　　　　　　 、冷却结晶、过滤洗涤。

（3）步骤Ⅱ中是否可以用氨水代替烧碱？　　　　　　　　　 （填“可以”或“不可以”），原因是　　　　　　　　 　　　　 。

（4）若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1∶1，则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为________。

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