高純ZnO可用作電子元件材料。以次氧化鋅酸浸液(主要含有Zn2+、SO2-4,還含有Fe3+、Fe2+、Mn2+、Pb2+等)為原料制備高純ZnO的實(shí)驗(yàn)流程如圖:
已知:常溫下,Ksp[Zn(OH)2]=2.1×10-16,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(1)“除鐵”時,須將Fe2+氧化為Fe3+的原因是 Zn(OH)2與Fe(OH)2沉淀時pH相近,不易通過調(diào)pH分離Fe2+和Zn2+;Zn(OH)2與Fe(OH)3沉淀時pH相差較大,易于通過調(diào)pH分離Fe3+和Zn2+Zn(OH)2與Fe(OH)2沉淀時pH相近,不易通過調(diào)pH分離Fe2+和Zn2+;Zn(OH)2與Fe(OH)3沉淀時pH相差較大,易于通過調(diào)pH分離Fe3+和Zn2+。
(2)“除錳”反應(yīng)的離子方程式為 3Mn2++2MnO-4+2H2O=5MnO2↓+4H+3Mn2++2MnO-4+2H2O=5MnO2↓+4H+。其他條件不變時,n投入(KMnO4)n理論(KMnO4)與錳去除率、溶液中錳含量的關(guān)系如圖所示。n投入(KMnO4)n理論(KMnO4)>2.5時,溶液中錳去除率下降,其原因是 過量的KMnO4進(jìn)入溶液過量的KMnO4進(jìn)入溶液。
(3)為考查Zn粉用量對“除鉛”過程中鉛元素去除率的影響,設(shè)計(jì)若干對照實(shí)驗(yàn)組,這些實(shí)驗(yàn)組控制不變的因素有:“除錳”濾液濃度與體積、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、攪拌速率反應(yīng)時間、攪拌速率。
(4)寫出以“ZnSO4溶液”為原料制備高純ZnO的實(shí)驗(yàn)方案:在攪拌下向ZnSO4溶液中緩慢滴加氨水-NH4HCO3混合溶液;當(dāng)向上層清液中繼續(xù)滴加氨水-NH4HCO3溶液后不再產(chǎn)生沉淀時,過濾,所得濾渣用蒸餾水洗滌,直至最后一次洗滌濾液加入稀鹽酸和BaCl2溶液后不再產(chǎn)生渾濁;將所得沉淀烘干后灼燒至恒重在攪拌下向ZnSO4溶液中緩慢滴加氨水-NH4HCO3混合溶液;當(dāng)向上層清液中繼續(xù)滴加氨水-NH4HCO3溶液后不再產(chǎn)生沉淀時,過濾,所得濾渣用蒸餾水洗滌,直至最后一次洗滌濾液加入稀鹽酸和BaCl2溶液后不再產(chǎn)生渾濁;將所得沉淀烘干后灼燒至恒重。[可選用的試劑:Na2CO3溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液、蒸餾水、稀鹽酸、BaCl2溶液]
SO
2
-
4
M
n
O
-
4
M
n
O
-
4
n
投入
(
KM
n
O
4
)
n
理論
(
KM
n
O
4
)
n
投入
(
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n
O
4
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理論
(
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4
)
【答案】Zn(OH)2與Fe(OH)2沉淀時pH相近,不易通過調(diào)pH分離Fe2+和Zn2+;Zn(OH)2與Fe(OH)3沉淀時pH相差較大,易于通過調(diào)pH分離Fe3+和Zn2+;3Mn2++2+2H2O=5MnO2↓+4H+;過量的KMnO4進(jìn)入溶液;反應(yīng)時間、攪拌速率;在攪拌下向ZnSO4溶液中緩慢滴加氨水-NH4HCO3混合溶液;當(dāng)向上層清液中繼續(xù)滴加氨水-NH4HCO3溶液后不再產(chǎn)生沉淀時,過濾,所得濾渣用蒸餾水洗滌,直至最后一次洗滌濾液加入稀鹽酸和BaCl2溶液后不再產(chǎn)生渾濁;將所得沉淀烘干后灼燒至恒重
M
n
O
-
4
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:95引用:1難度:0.5
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1.利用如下流程可從廢光盤的金屬層中回收其中的銀(金屬層中其他金屬含量過低,對實(shí)驗(yàn)影響可忽略):
已知:NaClO溶液在加熱時易分解產(chǎn)生NaCl和NaClO3;“溶解”工序發(fā)生的反應(yīng)為可逆反應(yīng)。下列說法錯誤的是( ?。?/h2>發(fā)布:2024/12/30 15:30:1組卷:75引用:4難度:0.4 -
2.工業(yè)上利用鋅焙砂(主要成分為ZnO,含有少量CuO、As2O3、NiO等)生產(chǎn)高純ZnO的流程示意圖如圖。
(1)用足量(NH4)2SO4溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
①“浸出”前,鋅焙砂預(yù)先粉碎的目的是
②通過“浸出”步驟,鋅焙砂中的ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH3)4]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
(2)“浸出”時As2O3轉(zhuǎn)化為?!俺椤辈襟E①中用(NH4)2S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為AsO3-3
(3)“除重金屬”時,加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
(4)“蒸氨”時會出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運(yùn)用平衡移動原理解釋原因:
(5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉(zhuǎn)化為ZnCO3的離子方程式為
(6)“煅燒”步驟中,不同溫度下,ZnCO3分解的失重曲線和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
已知:?。腆w失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%。樣品起始質(zhì)量-剩余固體質(zhì)量樣品起始質(zhì)量
ⅱ.比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積;比表面積越大,產(chǎn)品ZnO的活性越高。
①280℃時煅燒ZnCO3,300min后固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.3%,則ZnCO3的分解率為
②根據(jù)圖1和圖2,獲得高產(chǎn)率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面積>40m2?g-1)產(chǎn)品ZnO的最佳條件是
a.恒溫280℃,60~120min
b.恒溫300℃,240~300min
c.恒溫350℃,240~300min
d.恒溫550℃,60~120min
(7)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:79引用:5難度:0.5 -
3.我國青藏高原的鹽湖中蘊(yùn)藏著豐富的鋰資源,已探明的儲量約三千萬噸,碳酸鋰制備高純金屬鋰的一種工藝流程如圖。下列有關(guān)說法錯誤的是( ?。?br />
發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
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