當(dāng)前位置： 2023年安徽省滁州市定遠(yuǎn)縣育才學(xué)校高考化學(xué)二模試卷> 試題詳情

鋅鹽在化工、醫(yī)藥、電鍍等方面都有重要應(yīng)用。以硫化鋅精礦為原料，選擇在常壓下，采用氧化-酸浸法進(jìn)行實(shí)驗生產(chǎn)的工藝如圖所示。

已知：①浸出液雜質(zhì)離子主要是Fe²⁺、Fe³⁺，還含有少量的Cu²⁺、Ni²⁺等；
②pH=1.5時，除鐵的化學(xué)方程式為3Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+12H₂O=2KFe₃（SO₄）₂（OH）₆↓+6H₂SO₄；
③25℃時，K_sp[Fe（OH）₃]=3×10^-39。
回答下列問題：
（1）浸出時，選用氧化-酸浸法而不直接選用酸浸法的優(yōu)點(diǎn)是
氧化-酸浸法對環(huán)境污染較小
氧化-酸浸法對環(huán)境污染較小
，氧化劑在稀硫酸介質(zhì)中對硫化鋅精礦進(jìn)行浸取時所涉及的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理較為復(fù)雜，若氧化劑為稀硝酸時氧化產(chǎn)物為單質(zhì)S，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
3ZnS+8H⁺+2
NO
-
3
=3Zn²⁺+3S↓+2NO+4H₂O
3ZnS+8H⁺+2
NO
-
3
=3Zn²⁺+3S↓+2NO+4H₂O
。
（2）溫度對硫化鋅精礦的浸出率有重要的影響，從室溫到100℃范圍內(nèi)，溫度對硫化鋅精礦的浸出率的影響結(jié)果如圖所示：

隨浸出溫度的升高，硫化鋅精礦的浸出率顯著提高的原因是
溫度升高，反應(yīng)速率提升，物質(zhì)溶解度增大
溫度升高，反應(yīng)速率提升，物質(zhì)溶解度增大
；實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)選用的合適溫度為
90℃
90℃
左右。
（3）若氧化劑為H₂O₂，用離子方程式解釋除鐵之前需要加入氧化劑的目的：
H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O
H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O
。測定除鐵后的濾液中c（Fe³⁺）為0.003mol?L^-1，則此時溶液的pH=
2
2
。
（4）除鐵后再進(jìn)一步調(diào)節(jié)pH=4左右，使其完全水解形成Fe（OH）₃沉淀，即可達(dá)到除鐵要求，不在除鐵之前調(diào)節(jié)pH=4的原因是
溶液中鐵離子濃度較大，直接除去會產(chǎn)生氫氧化鐵膠體，造成過濾困難，且可能會吸附鋅離子，降低產(chǎn)率
溶液中鐵離子濃度較大，直接除去會產(chǎn)生氫氧化鐵膠體，造成過濾困難，且可能會吸附鋅離子，降低產(chǎn)率
。
（5）加入Zn的目的是
除去Cu²⁺、Ni²⁺
除去Cu²⁺、Ni²⁺
。

【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用．

【答案】氧化-酸浸法對環(huán)境污染較??；3ZnS+8H⁺+2

=3Zn²⁺+3S↓+2NO+4H₂O；溫度升高，反應(yīng)速率提升，物質(zhì)溶解度增大；90℃；H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；2；溶液中鐵離子濃度較大，直接除去會產(chǎn)生氫氧化鐵膠體，造成過濾困難，且可能會吸附鋅離子，降低產(chǎn)率；除去Cu²⁺、Ni²⁺

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：9引用：2難度：0.5

相似題

1．為了保護(hù)環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（鐵主要以Fe₂O₃存在）轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO₄（反應(yīng)條件略）。

活化硫鐵礦還原Fe³⁺的主要反應(yīng)為FeS₂+7Fe₂（SO₄）₃+8H₂O═15FeSO₄+8H₂SO₄，不考慮其他反應(yīng)，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H₂SO₄與Fe₂O₃反應(yīng)的離子方程式是

。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe³⁺是否完全還原，應(yīng)選擇

（填字母編號）。
A．KMnO₄溶液B．K₃[Fe（CN）₆]溶液C．KSCN溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO₃調(diào)溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5．2，此時Fe²⁺不沉淀，濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是

。
（4）FeSO₄可轉(zhuǎn)化為FeCO₃，F(xiàn)eCO₃在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料，已知25℃，101kPa時：
4Fe（s）+3O₂（g）═2Fe₂O₃（s）△H=-1 648kJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393kJ?mol^-1
2Fe（s）+2C（s）+3O₂（g）═2FeCO₃（s）△H=-1 480kJ?mol^-1FeCO₃在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe₂O₃的熱化學(xué)方程式是

。
（5）FeSO₄在一定條件下可制得FeS₂（二硫化亞鐵）納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS₂═Fe+2Li₂S，正極反應(yīng)式是

。
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe₂O₃，其含量為50%．將akg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程，第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO₃

kg.（不需計算，寫出表達(dá)式即可）
發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：28引用：2難度：0.5
解析
2．為了保護(hù)環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（Fe主要以Fe₂O₃存在）轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO₄（反應(yīng)條件略）。

活化硫鐵礦還原Fe³⁺的主要反應(yīng)為：FeS₂+7Fe₂（SO₄）₃+8H₂O=15FeSO₄+8H₂SO₄，不考慮其它反應(yīng)，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H₂SO₄與Fe₂O₃反應(yīng)的離子方程式是

。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe³⁺是否完全被還原，應(yīng)選擇

（填字母編號）。
A．KMnO₄溶液 B．KCl溶液 C．KSCN 溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO₃調(diào)溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH到5.2，此時Fe²⁺不沉淀，濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡，通入空氣引起溶液pH降低的原因是

。
（4）FeSO₄可轉(zhuǎn)化為FeCO₃，F(xiàn)eCO₃在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。
已知25℃，101kPa時：
4Fe（s）+3O₂（g）═2Fe₂O₃（s）△H=-1648kJ/mol
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393kJ/mol
2Fe（s）+2C（s）+3O₂（g）═2FeCO₃（s）△H=-1480kJ/mol
FeCO₃在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe₂O₃的熱化學(xué)方程式是

。
（5）FeSO₄在一定條件下可制得FeS₂（二硫化亞鐵）納米材料，該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS₂=Fe+2Li₂S，正極反應(yīng)式是

（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe₂O₃，其含量為50%，將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其它雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計，按上述流程，第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO₃

kg。
發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：495引用：3難度：0.3
解析
3．四氧化三錳用于電子工業(yè)生產(chǎn)軟磁鐵氧體，用作電子計算機(jī)中存儲信息的磁芯。以工業(yè)硫酸錳為原料（含有少量CaO、MgO、Ca（OH）₂等物質(zhì)）制備Mn₃O₄的工藝流程如圖：

已知：①氧化時鼓入空氣使溶液的電位迅速上升；
②四氧化三錳中錳的化合價與四氧化三鐵中鐵的化合價類似。
回答下列問題：
（1）為提高“溶解”效率，可采取的措施有

。
（2）濾渣的主要成分是

。
（3）氧化時，生成Mn₃O₄的離子方程式為

產(chǎn)生氨氣以回收利用。
（4）向母液可加入

。
A.CaO
B.稀氫氧化鈉溶液
C.氫氧化鈣固體
D.（NH₄）₂CO₃
（5）通過對上述“氧化”工藝進(jìn)行數(shù)據(jù)收集及資料分析可知溶液電位與pH等關(guān)系如圖所示

氧化時N₂H₄?H₂O的作用是

。
（6）四氧化三錳的其他制法：
①熱還原法：
在甲烷氣體存在下，將Mn₂O₃還原成Mn₃O₄的化學(xué)方程式為

。
②電解法：
利用電解原理，制備四氧化三錳裝置如圖所示。（電極材料均為惰性電極，＜代表電子流向）

電源正極為

（填“a”或“b”），陽極的電極反應(yīng)式為

。
發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：14引用：1難度：0.6
解析

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