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某科研課題小組研究利用含H+、Na+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、SO
2
-
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:
菁優(yōu)網(wǎng)
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++2H2O
2Fe2++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)。
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
為防止Mn2+同時(shí)沉淀造成產(chǎn)品不純,最終選擇將溶液的pH控制為7,則此時(shí)溶液中Zn2+的沉淀率為
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
O
2
-
8
+2H2O=MnO2↓+2
SO
2
-
4
+4H+
Mn2++S2
O
2
-
8
+2H2O=MnO2↓+2
SO
2
-
4
+4H+

【答案】將Fe2+氧化為Fe3+;2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓;99%;Fe2O3;2×1010;Mn2++S2
O
2
-
8
+2H2O=MnO2↓+2
SO
2
-
4
+4H+
【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
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    發(fā)布:2024/12/30 15:30:1組卷:75引用:4難度:0.4
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    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)用足量(NH42SO4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(NH34]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (2)“浸出”時(shí)As2O3轉(zhuǎn)化為
    A
    s
    O
    3
    -
    3
    。“除砷”步驟①中用(NH42S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (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
     
    和BaSO4。
    (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)=
    樣品起始質(zhì)量
    -
    剩余固體質(zhì)量
    樣品起始質(zhì)量
    ×100%。
    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。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    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
     
    %(保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)。
    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
     
    (填字母序號(hào))。
    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
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    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
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