某科研課題小組研究利用含H+、Na+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、SO2-4的工業(yè)廢電解質(zhì)溶液,制備高純的ZnO、MnO2、Fe2O3,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如圖:
回答下列問題:
(1)加入雙氧水的目的是 將Fe2+氧化為Fe3+將Fe2+氧化為Fe3+,寫出相應(yīng)的離子方程式 2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O。
(2)第一次調(diào)pH使Fe3+完全沉淀,寫出反應(yīng)的離子方程式 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓。
(3)第二次調(diào)pH前,科研小組成員分析此時(shí)的溶液,得到常溫下相關(guān)數(shù)據(jù)如表(表中金屬離子沉淀完全時(shí),其濃度為1×10-5 mol?L-1)。
2
-
4
濃度/ (mol?L-1) |
氫氧化物的 Ksp |
開始沉淀的 pH |
沉淀完全的 pH |
|
Zn2+ | 0.12 | 1.2×10-17 | 6.0 | 8.1 |
Mn2+ | 0.10 | 4.0×10-14 | 7.8 | 9.8 |
99%
99%
,利用濾渣Ⅱ制備高純的ZnO時(shí),必然含有極其微量的 Fe2O3
Fe2O3
(以化學(xué)式表示)。(4)已知常溫下,Ksp(MnS)=3.0×10-14,Ksp(ZnS)=1.5×10-24,在除鋅時(shí)發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)為:MnS(s)+Zn2+(aq)?ZnS(s)+Mn2+(aq),其平衡常數(shù)K=
2×1010
2×1010
。(5)沉錳反應(yīng)在酸性條件下完成,寫出該反應(yīng)的離子方程式
Mn2++S2+2H2O=MnO2↓+2+4H+
O
2
-
8
SO
2
-
4
Mn2++S2+2H2O=MnO2↓+2+4H+
。O
2
-
8
SO
2
-
4
【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用;沉淀溶解平衡.
【答案】將Fe2+氧化為Fe3+;2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓;99%;Fe2O3;2×1010;Mn2++S2+2H2O=MnO2↓+2+4H+
O
2
-
8
SO
2
-
4
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/9/19 0:0:8組卷:1引用:1難度:0.5
相似題
-
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(duì)實(shí)驗(yàn)影響可忽略):
已知:NaClO溶液在加熱時(shí)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(cuò)誤的是( )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(shí)As2O3轉(zhuǎn)化為。“除砷”步驟①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(shí),加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
(4)“蒸氨”時(shí)會(huì)出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運(yùn)用平衡移動(dòng)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(shí)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(chǔ)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(cuò)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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