我國(guó)是世界上最早冶煉鋅的國(guó)家之一,有獨(dú)立的煉鋅發(fā)展史。在現(xiàn)代工業(yè)中,鋅在電池制造、合金生產(chǎn)等領(lǐng)域有著廣泛的用途。
已知:鋅的熔點(diǎn)420℃,沸點(diǎn)907℃。
Ⅰ.如圖是古代以爐甘石(ZnCO3)為原料煉鋅的示意圖:
(1)泥罐內(nèi)的主要反應(yīng)為:
i.ZnCO3(s)═ZnO(s)+CO2(g)ΔH1
ii.CO2(g)+C(s)═2CO(g)ΔH2
??????
總反應(yīng):ZnCO3(s)+2C(s)═Zn(g)+3CO(g)ΔH3
利用ΔH1和ΔH2計(jì)算ΔH3時(shí),還需要利用 C(s)+ZnO(s)=Zn(g)+CO(g)C(s)+ZnO(s)=Zn(g)+CO(g)反應(yīng)的ΔH。
(2)c處收集到 液液(填“固”“液”或“氣”)態(tài)金屬鋅。a和b兩處小孔位于相反的位置,目的是 使鋅蒸氣充分冷凝為液態(tài)鋅使鋅蒸氣充分冷凝為液態(tài)鋅。
(3)通過觀察b處火焰可確定罐內(nèi)反應(yīng)狀態(tài)。正常時(shí),火焰應(yīng)呈藍(lán)色,燃燒的物質(zhì)主要是 COCO。當(dāng)火焰呈藍(lán)綠色(Zn的焰色)時(shí),可采取的措施是 在b處對(duì)蒸氣再次進(jìn)行冷凝回流在b處對(duì)蒸氣再次進(jìn)行冷凝回流。
Ⅱ.現(xiàn)代煉鋅主要采取濕法工藝。以閃鋅礦(主要成分為ZnS,還含鐵等元素)、軟錳礦(主要成分為MnO2)為原料聯(lián)合生產(chǎn)鋅和高純度二氧化錳的一種流程如圖:
(4)浸出:加入FeSO4能促進(jìn)ZnS的溶解,提高鋅的浸出率,同時(shí)生成硫單質(zhì)。Fe2+的作用類似催化劑,“催化”過程可表示為:
i:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
ii:??????
①寫出ii的離子方程式:ZnS+2Fe3+=Zn2++2Fe2++SZnS+2Fe3+=Zn2++2Fe2++S。
②下列實(shí)驗(yàn)方案可證實(shí)上述“催化”過程。將實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液幾乎無色,再加入少量MnO2,溶液變紅。
b. 向a中紅色溶液,加入ZnS,振蕩,紅色褪去向a中紅色溶液,加入ZnS,振蕩,紅色褪去。
(5)除鐵:已知①進(jìn)入除鐵工藝的溶液的pH約為3;②控制溶液pH為2.5~3.5,使鐵主要以FeOOH沉淀的形式除去。結(jié)合離子方程式說明,通入空氣需同時(shí)補(bǔ)充適量ZnO的理由是 通入空氣時(shí),發(fā)生反應(yīng)4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+,溶液的pH減小,加入的ZnO發(fā)生反應(yīng)ZnO+2H+=Zn2++H2O,可控制溶液的pH通入空氣時(shí),發(fā)生反應(yīng)4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+,溶液的pH減小,加入的ZnO發(fā)生反應(yīng)ZnO+2H+=Zn2++H2O,可控制溶液的pH。
(6)電解:總反應(yīng)(未配平):Zn2++Mn2++H2O 電解 Zn+MnO2+H+。若不考慮副反應(yīng),為了使電解液中的Zn2+、Mn2+均恰好完全反應(yīng),理論上需要再添加哪種離子?Mn2+Mn2+(填“Zn2+”、“Mn2+”或“都不需要”)。
電解
【答案】C(s)+ZnO(s)=Zn(g)+CO(g);液;使鋅蒸氣充分冷凝為液態(tài)鋅;CO;在b處對(duì)蒸氣再次進(jìn)行冷凝回流;ZnS+2Fe3+=Zn2++2Fe2++S;向a中紅色溶液,加入ZnS,振蕩,紅色褪去;通入空氣時(shí),發(fā)生反應(yīng)4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+,溶液的pH減小,加入的ZnO發(fā)生反應(yīng)ZnO+2H+=Zn2++H2O,可控制溶液的pH;Mn2+
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/7/29 8:0:9組卷:28引用:1難度:0.3
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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(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3形式存在)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(qǐng)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(yàn)第II步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
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,消耗FeCO3的離子方程式為
(4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,F(xiàn)eS2中S元素的化合價(jià)為
(5)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%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第III步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5 -
2.正丁醚制備原理為2CH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O。濃H2SO4135℃
實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖:
實(shí)驗(yàn)步驟:
Ⅰ.在三頸燒瓶中,加入0.16mol正丁醇、濃硫酸和沸石,按圖連接裝置。先在分水器內(nèi)預(yù)先加水至支管處,小心開啟旋塞放出XmL。然后小火加熱保持反應(yīng)物微沸,回流分水。
Ⅱ.反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中混合,充分搖振靜置分層后棄去水層,粗產(chǎn)物依次用等體積5%NaOH溶液、蒸餾水和飽和CaCl2溶液洗滌,然后用1g無水氯化鈣干燥。過濾后的產(chǎn)物加入25mL蒸餾瓶中,蒸餾收集到9.1g產(chǎn)品。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)儀器B的名稱為
(2)分水器使用前
A.0~1
B.1~2
C.2~3
(3)已知正丁醚難溶于水,正丁醇微溶于水,易溶于醚,分水器在本實(shí)驗(yàn)中的可能作用是
A.移走生成物水,同時(shí)讓正丁醇、正丁醚回到反應(yīng)瓶,提高正丁醇的轉(zhuǎn)化率
B.冷凝回流正丁醇、正丁醚和水
C.實(shí)驗(yàn)過程中分水器內(nèi)會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象,當(dāng)分水器全部被水充滿時(shí),停止反應(yīng)
(4)簡(jiǎn)述步驟Ⅱ中反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中的混合方法:
(5)本實(shí)驗(yàn)粗產(chǎn)物依次用水洗滌是為了除去殘留的NaOH,用飽和CaCl2溶液洗滌是除去殘留的正丁醇,能不能省去水洗步驟而直接用飽和CaCl2溶液洗滌?
(6)最后收集到正丁醚的產(chǎn)率為發(fā)布:2024/12/24 8:0:2組卷:3引用:1難度:0.5 -
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TiBr4+CO2來制備TiBr4,裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )高溫A.開始反應(yīng)時(shí),活塞的狀態(tài)為K1關(guān)閉,K2,K3打開 B.為防止連接管堵塞,反應(yīng)過程中需微熱連接管 C.為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模琣應(yīng)連接盛有NaOH溶液的洗氣裝置 D.反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通入CO2排出裝置中殘留的四溴化鈦及溴蒸氣 發(fā)布:2024/12/22 11:0:4組卷:47引用:4難度:0.5
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