硫酸锌是制造锌钡白和锌盐的主要原料,也可用于湿法电解制锌,如图为由锌灰制ZnSO4·7H2O晶体的工艺流程:
已知:①锌灰的主要成分为ZnO,还含有CuO、PbO、MnO和FeO;
②“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3和MnO(OH)2。
请回答下列问题:
(1)MnO(OH)2中Mn元素的化合价为_____________。
(2)“滤渣1”的主要成分为_____________。
(3)“氧化”时,需控制溶液的pH=5.1,Fe2+被氧化的离子方程式为_____________。
(4)操作a为_________、过滤、洗涤、干燥。
(5)ZnSO4·7H2O产品的纯度可用配位滴定法测定。准确称取一定量的ZnSO4·7H2O晶体加入250 mL的锥形瓶中,加水约20 mL,再加入2~3滴5%的二甲酚橙作指示剂、约5 mL六亚甲基四胺缓冲溶液,摇匀。用已标定的0.0160 mol/LEDTA溶液滴定,滴定至溶液由红紫色变成亮黄色,即为终点(ZnSO4·7H2O与EDTA按物质的量之比1:1反应)。实验数据如下表:
m(ZnSO4·7H2O)/g | 起始滴定管读数/mL | 终点滴定管读数/mL |
0.1692 | 0.20 | 26.50 |
ZnSO4·7H2O产品的纯度为_____________(保留2位有效数字)。
(6)工业上采用惰性电极作阳极电解ZnSO4溶液可实现湿法炼锌,电解过程中的离子方程式为___________。
高二化学工业流程中等难度题
硫酸锌是制造锌钡白和锌盐的主要原料,也可用于湿法电解制锌,如图为由锌灰制ZnSO4·7H2O晶体的工艺流程:
已知:①锌灰的主要成分为ZnO,还含有CuO、PbO、MnO和FeO;
②“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3和MnO(OH)2。
请回答下列问题:
(1)MnO(OH)2中Mn元素的化合价为_____________。
(2)“滤渣1”的主要成分为_____________。
(3)“氧化”时,需控制溶液的pH=5.1,Fe2+被氧化的离子方程式为_____________。
(4)操作a为_________、过滤、洗涤、干燥。
(5)ZnSO4·7H2O产品的纯度可用配位滴定法测定。准确称取一定量的ZnSO4·7H2O晶体加入250 mL的锥形瓶中,加水约20 mL,再加入2~3滴5%的二甲酚橙作指示剂、约5 mL六亚甲基四胺缓冲溶液,摇匀。用已标定的0.0160 mol/LEDTA溶液滴定,滴定至溶液由红紫色变成亮黄色,即为终点(ZnSO4·7H2O与EDTA按物质的量之比1:1反应)。实验数据如下表:
m(ZnSO4·7H2O)/g | 起始滴定管读数/mL | 终点滴定管读数/mL |
0.1692 | 0.20 | 26.50 |
ZnSO4·7H2O产品的纯度为_____________(保留2位有效数字)。
(6)工业上采用惰性电极作阳极电解ZnSO4溶液可实现湿法炼锌,电解过程中的离子方程式为___________。
高二化学工业流程中等难度题查看答案及解析
某废催化剂中主要含SiO2、ZnO、CuS及少量的Fe3O4。某同学以该废催化剂为原料制备皓矾(ZnSO4·7H2O)和蓝矾(CuSO4·5H2O)的实验流程如图所示。
已知:CuS不溶于稀硫酸。
(1)滤渣1的主要成分为________(填化学式)。
(2)实验室用浓H2SO4配制250mL0.50mol/L硫酸溶液时,不需要用到的仪器是________ (填字母)。
A.玻璃棒 B.胶头滴管 C.漏斗 D.容量瓶 e.天平 f.烧杯
(3)现有KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水等试剂。用所提供的试剂检验滤液1中是否含有Fe2+的方法为______________。
(4)向盛有滤渣1的反应器中加入硫酸和H2O2溶液时发生反应的化学方程式为____________.(已知滤渣2中含有S)
(5)某同学称取m1废催化剂进行实验,其中CuS的质量分数为x,实验完成之后,得到m2gCuSO4·5H2O,则铜元素的回收率为________________。(列出计算式即可)。
高二化学实验题困难题查看答案及解析
硫酸镁晶体(MgSO4·7H2O)是一种重要的化工原料,可用作制革、炸药、造纸、瓷器等。以菱镁矿(主要成分是碳酸镁,含少量FeCO3和不溶性杂质)为原料制取硫酸镁晶体的流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
阳离子 | Mg2+ | Fe2+ | Fe3+ |
开始沉淀 | 9.1 | 7.6 | 1.9 |
完全沉淀 | 11.1 | 9.7 | 3.2 |
(1) “氧化”步骤中,加入H2O2溶液的目的是________(用离子方程式表示)。“沉淀”步骤中,用氨水调节pH的范围是________。
(2) “过滤”所得滤液中含有的阳离子为Mg2+、________。
(3) “结晶”步骤中需蒸发浓缩滤液,使用的实验仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、玻璃棒、____________________。
(4) 测定硫酸镁晶体样品中MgSO4·7H2O的含量常采用下列实验方法:
Ⅰ. 称取待测硫酸镁晶体样品1.500 g加入过量的EDTA,配成100 mL pH在9~10之间的溶液A。
Ⅱ. 移取25.00 mL溶液A于锥形瓶中,用0.1000 mol·L-1 Zn2+标准溶液与过量的EDTA反应,消耗Zn2+标准溶液20.00 mL。
Ⅲ. 另移取25.00 mL溶液A于另一只锥形瓶中,调节pH为5~6,用0.100 0 mol·L-1 Zn2+标准溶液与之充分反应,消耗Zn2+标准溶液35.00 mL。
已知:①pH为9~10时,Mg2+、Zn2+均能与EDTA(H2Y2-)反应:Mg2++H2Y2-===MgH2Y Zn2++H2Y2-===ZnH2Y
②pH为5~6时,Zn2+除与EDTA反应,还能与MgH2Y反应:Zn2++MgH2Y===ZnH2Y+Mg2+
③样品中杂质不参与反应。
计算硫酸镁晶体样品中MgSO4·7H2O的质量分数________。(写出计算过程)。
高二化学简答题困难题查看答案及解析
以菱镁矿(主要成分是碳酸镁,含少量FeCO3和不溶性杂质)为原料制取硫酸镁晶体(MgSO4·7H2O)的流程如图:
(1)“浸取”时通常将菱镁矿石进行粉碎,其目的是___。
(2)写出碳酸镁与稀硫酸反应的化学方程式___。
(3)“氧化”和“沉淀”是将“浸取”过程中产生的Fe2+转化为Fe(OH)3沉淀,则“过滤”所得滤液中含有的阳离子主要有___和___。
高二化学工业流程简单题查看答案及解析
(12分)工业上用闪锌矿(主要成分为ZnS,还含有CdS、Fe2O3等杂质)为原料生产ZnSO4·7H2O的工艺流程如下:(已知Cd的金属活动性介于Zn和Fe之间)
(1)从滤渣A中可获得一种淡黄色非金属单质的副产品,其化学式为 。
(2)浸取时Fe2(SO4)3与ZnS发生反应的化学方程式为 。
(3)除铁过程控制溶液的pH在5.4左右,该反应的离子方程式为 。
该过程在空气入口处设计了一个类似淋浴喷头的装置,其目的是 。
(4)置换法除去重金属离子Cd2+,所用物质C为 。
(5)取28.70 g ZnSO4·7H2O加热至不同温度,剩余固体的质量变化如图所示。
680℃时所得固体的化学式为 。
a.ZnO b.Zn3O(SO4)2 c.ZnSO4 d.ZnSO4·H2O
高二化学填空题困难题查看答案及解析
实验室通常采用粗锌与稀硫酸制氢气,因此制氢废液中含有大量的硫酸锌,同时含少量硫酸亚铁、硫酸铅等杂质。由制氢废液制备硫酸锌晶体(ZnSO4·7H2O)的流程如下:
下列说法不正确的是
A. 步骤①,涉及的化学反应为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2 H2O
B. 步骤②,加入适量ZnO的目的是:调节溶液pH,沉淀Fe3+
C. 步骤④,涉及的操作有:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
D. 步骤⑤,产物一定是:ZnO和SO2
高二化学单选题中等难度题查看答案及解析
湿法炼锌为现代炼锌的主要方法,下列是以硫化锌精矿为原料制备单质锌的工业流程。
(1)烟气不能直接排放,可用于制取一种常见的强酸,该强酸为__________ 。
(2)浸出液以硫酸锌为主,还含有Fe 3+、Fe 2+、A1 3+、Cu 2+、Cd 2+、C1一等杂质,会影响锌的电解,必须除去。净化过程如下:
① 在酸性条件下,用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,离子方程式为_________________。
② 将浸出液的pH调节为5.5左右,使Fe3+、A13+形成沉淀而除去,可选用的最佳试剂为__________(填字母)
A.NaOH B.NH3·H2 O C.ZnOH D.H2 SO4
③ 用Zn除去Cu2+和Cd2+
④ 用Ag2SO4除去Cl一,发生的离子方程式为,__________________。
(3)用两支惰性电极插入500 mL硫酸锌溶液中,通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),锌在_________极析出,其质量为_________ mg。
高二化学实验题困难题查看答案及解析
硫酸锌被广泛应用于医药领域和工农业生产。工业上由氧化锌矿(主要成分为ZnO,另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等)生产ZnSO4•7H2O的一种流程如图:
(1)步骤Ⅰ的操作是____________。
(2)步骤Ⅰ加入稀硫酸进行酸浸时,需不断通入高温水蒸气的目的是______________。
(3)步骤Ⅱ中,在pH约为5.1的滤液中加入高锰酸钾,生成Fe(OH)3和MnO(OH)2两种沉淀,该反应的离子方程式为____________________________________________。
(4)步骤Ⅲ中,加入锌粉的作用是______________。
(5)已知硫酸锌的溶解度与温度之间的关系如下表:
温度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 41.8 | 54.1 | 70.4 | 74.8 | 67.2 | 60.5 |
从硫酸锌溶液中获得硫酸锌晶体的实验操作为________________、冷却结晶、过滤。烘干操作需在减压低温条件下进行,原因是_________________________________。
(6)取28.70 g ZnSO4•7H2O加热至不同温度,剩余固体的质量变化如图所示。分析数据,680℃时所得固体的化学式为______。
a.ZnO b.Zn3O(SO4)2 c.ZnSO4 d.ZnSO4•H2O
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析
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
工业上用闪锌矿(主要成分为ZnS,还含有Fe2O3等杂质)为原料生产ZnSO4·7H2O的工艺流程如下:
(1)滤渣A经CS2提取后可获得一种淡黄色副产品,其化学式为____。
(2)浸取过程中Fe2(SO4)3的作用是________ (氧化剂或还原剂)。
(3)除铁过程控制溶液的pH在5.4左右,该反应的离子方程式为_________。该过程在空气入口处设计了一个类似淋浴喷头的装置,其目的是________。
(4)置换法除重金属离子所用物质C为___________。
高二化学工业流程中等难度题查看答案及解析