工業(yè)上濕法冶煉金屬鋅，通常先將含鋅礦石焙燒。鋅焙燒礦再加稀硫酸浸出，所得浸出液中含Zn2+和Fe2+、Fe3+等雜質(zhì)。鐵元素的存在對后續(xù)電解鋅有害。從鋅浸出液中沉鐵的方法有多種，其中將鐵以針鐵礦（FeOOH）形式沉淀，鐵渣易過濾。其工藝流程如圖：
已知：i.濾渣1的主要成分是硫單質(zhì)；
ii.濾渣2中鐵元素的存在形態(tài)為FeOOH；
iii.溶液中Fe3+濃度小于1g/L，才能順利析出FeOOH晶體。溶液pH較大時，F(xiàn)e3+水解主要生成氫氧化鐵膠體。
（1）酸浸：能加快鋅焙燒礦浸出速率的措施有 ABAB。
A.加熱
B.粉碎鋅焙燒礦
C.降低稀硫酸的濃度
（2）還原：
①為了便于沉鐵時調(diào)控溶液中Fe3+濃度，向鋅浸出液中加入過量ZnS精礦先將Fe3+還原為Fe2+，該反應(yīng)的離子方程式：2Fe3++ZnS=S+Zn2++2Fe2+2Fe3++ZnS=S+Zn2++2Fe2+。[已知室溫時，Ksp（ZnS）=2.5×10-22]
②檢驗濾液1中是否含F(xiàn)e3+的方法是 取適量濾液，加入幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，則含有鐵離子取適量濾液，加入幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，則含有鐵離子。
（3）沉鐵：
溶液pH對鐵去除率的影響實驗結(jié)果如圖所示：
①從圖中數(shù)據(jù)來看，沉鐵的最佳pH為 4.84.8。
②結(jié)合圖中數(shù)據(jù)，解釋pH偏小或偏大都不利于沉鐵的原因是 pH偏小鐵離子不能完全沉淀，pH較大時，F(xiàn)e3+水解主要生成氫氧化鐵膠體pH偏小鐵離子不能完全沉淀，pH較大時，F(xiàn)e3+水解主要生成氫氧化鐵膠體。
（4）除氟：通常鋅浸出液中還有一定量的氟離子，氟離子濃度過高也會影響電解鋅。FeOOH對F-有吸附作用。若將流程中ZnO更換為CaO，可進(jìn)一步顯著提高F-去除率。若要求濾液2中氟離子含量在38mg/L以下，則濾液2中所含Ca2+的濃度至少為 6.75×10-66.75×10-6mol/L。[已知室溫時，Ksp（CaF2）=2.7×10-11]
【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】AB；2Fe3++ZnS=S+Zn2++2Fe2+；取適量濾液，加入幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，則含有鐵離子；4.8；pH偏小鐵離子不能完全沉淀，pH較大時，F(xiàn)e3+水解主要生成氫氧化鐵膠體；6.75×10-6
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：47引用：1難度：0.5
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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FeCO3kg。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：495引用：3難度：0.3 -
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（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FeCO3kg.（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 -
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
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