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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+
SO
2
-
4
,還含有Fe3+、Fe2+、Mn2+、Pb2+等)為原料制備高純ZnO的實驗流程如圖:

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pH分離Fe3+和Zn2+
Zn(OH)2與Fe(OH)2沉淀時pH相近,不易通過調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pH分離Fe3+和Zn2+
。
(2)“除錳”反應的離子方程式為
3Mn2++2
M
n
O
-
4
+2H2O=5MnO2↓+4H+
3Mn2++2
M
n
O
-
4
+2H2O=5MnO2↓+4H+
。其他條件不變時,
n
投入
KM
n
O
4
n
理論
KM
n
O
4
與錳去除率、溶液中錳含量的關系如圖所示。
n
投入
KM
n
O
4
n
理論
KM
n
O
4
>2.5時,溶液中錳去除率下降,其原因是
過量的KMnO4進入溶液
過量的KMnO4進入溶液
。

(3)為考查Zn粉用量對“除鉛”過程中鉛元素去除率的影響,設計若干對照實驗組,這些實驗組控制不變的因素有:“除錳”濾液濃度與體積、反應溫度、
反應時間、攪拌速率
反應時間、攪拌速率
。
(4)寫出以“ZnSO4溶液”為原料制備高純ZnO的實驗方案:
在攪拌下向ZnSO4溶液中緩慢滴加氨水-NH4HCO3混合溶液;當向上層清液中繼續(xù)滴加氨水-NH4HCO3溶液后不再產生沉淀時,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;當向上層清液中繼續(xù)滴加氨水-NH4HCO3溶液后不再產生沉淀時,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]

【答案】Zn(OH)2與Fe(OH)2沉淀時pH相近,不易通過調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pH分離Fe3+和Zn2+;3Mn2++2
M
n
O
-
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+2H2O=5MnO2↓+4H+;過量的KMnO4進入溶液;反應時間、攪拌速率;在攪拌下向ZnSO4溶液中緩慢滴加氨水-NH4HCO3混合溶液;當向上層清液中繼續(xù)滴加氨水-NH4HCO3溶液后不再產生沉淀時,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溶液后不再產生渾濁;將所得沉淀烘干后灼燒至恒重
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:96引用:1難度:0.5
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    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:27難度:0.9
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    (1)在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有
     
    。
    (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
     
    。
    (4)煅燒A的反應方程式是
     
    。
    (5)ag燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵bg。藥典標準規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質量分數應不低于
     
    (用含a、b的表達式表示)。

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.5
  • 3.查閱資料:CaO、MgO在高溫下與C難反應,但能與SiO2反應.硫鐵礦燒渣是一種工業(yè)廢渣(含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質),該燒渣可用于制取氧化鐵,具體化工生產工藝流程如下:

    (1)焙燒時產生的主要有害氣體是
     

    (2)若在空氣中“酸浸”時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據下表數據:
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
     
    ,檢驗Fe3+已經除盡的試劑是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12難度:0.1
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