氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Al(OH)2 | Zn(OH)2 |
开始沉淀时的pH | 2.7 | 7.5 | 5.4 | 4.0 | 6.4 |
完全沉淀时的pH | 3.7 | 9.5 | 6.6 | 5.2 | 8.0 |
分析 由利用某工业废液(含有ZnO、FeO、FeO2、CuO、MnO)制备超细活性氧化锌的工艺流程如图可知,用稀硫酸溶解含锌废料,并过滤除杂,得到滤液中含锌离子,与加入的Na2CO3溶液反应生成碱式碳酸锌,最后焙解获得活性氧化锌.
(1)净化1是利用(NH4)2S2O7将Mn2+氧化化为MnO2而除去,此过程中(NH4)2S2O7中Sr从+7价降低为+6价,氧化Mn2+生成1molMnO2需要转移2mol电子,结合电子守恒可判断反应物(NH4)2S2O7消耗的物质的量;
(2)经过净化1后滤液中只含有Fe3+、Al3+、Zn2+、Cu2+,净化2调节溶液pH的目的是为了促进水解Fe3+、Al3+生成沉淀,并通过过滤除去;净化3用过量锌是为了除去溶液里的Cu2+,过滤得到的滤液A中主要剩下Na+、SO42-、Zn2+,滴加Na2CO3生成碱式碳酸锌,过滤后滤液B中应该主要是Na+、SO42-;
(3)净化2的目的是为了调节溶解的pH促进溶液里Fe3+、Al3+生成沉淀,同时防止Zn2+、Cu2+水解转化为沉淀,可结合这四种离子完全沉淀时溶液的pH判断控制范围;调节pH可选用的试剂以不引入新的杂质离子为宜;
(4)最初洗涤液里含有SO42-,完全洗净后洗涤液里则不再有SO42-,可通过实验检验是否存在SO42-来证明洗涤是否干净;
(5)在450℃左右高温煅烧碱式碳酸锌【ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O】得到的产物为ZnO、CO2及水,可根据原子守恒书写并配平化学方程式.
解答 解:由利用某工业废液(含有ZnO、FeO、FeO2、CuO、MnO)制备超细活性氧化锌的工艺流程如图可知,用稀硫酸溶解含锌废料,并过滤除杂,得到滤液中含锌离子,与加入的Na2CO3溶液反应生成碱式碳酸锌,最后焙解获得活性氧化锌.
(1)净化1过程中将Mn2+氧化化为MnO2,可知(NH4)2S2O7为氧化剂,氧化Mn2+生成1molMnO2需要转移2mol电子,而S从+7价还原为+6价,消耗(NH4)2S2O7的物质的量为$\frac{2mol}{2}$=1mol,故答案为:氧化剂;1;
(2)净化2通过调节溶液pH使Fe3+、Al3+水解生成沉淀Fe(OH)3、Al(OH)3,过滤后的滤渣2的成分即为Fe(OH)3、Al(OH)3;滤液A中主要剩下Na+、SO42-、Zn2+,则生成碱式碳酸锌后滤液B中应该主要是Na+、SO42-,溶质B的成分为Na2SO4,
故答案为:Fe(OH)3;Al(OH)3;Na2SO4;
(3)根据相关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH表可知,当溶液的PH为5.2~5.4时Fe3+、Al3+水解完全,而Cu2+及Zn2+尚未沉淀;根据除杂原则,选择ZnO或ZnCO3调节溶液pH,故答案为:5.2~5.4;ad;
(4)欲检验沉淀洗涤是否干净,可取少许最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸钡溶液,若无白色沉淀生成,则洗涤干净,否则未洗涤干净,故答案为:取少许最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸钡溶液,若无白色沉淀生成,则洗涤干净,否则未洗涤干净;
(5“煅烧”反应生成ZnO、二氧化碳和水,反应为ZnCO3•2Zn(OH)•2H2O$\frac{\underline{\;450~500℃\;}}{\;}$3ZnO+CO2↑+3H2O↑,故答案为:ZnCO3•2Zn(OH)•2H2O$\frac{\underline{\;450~500℃\;}}{\;}$3ZnO+CO2↑+3H2O↑.
点评 本题考查学生对工艺流程的理解、阅读获取信息能力、对操作步骤的分析评价、物质的分离提纯、氧化还原反应计算等,是对所学知识的综合运用与能力的考查,需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识、信息进行解决问题的能力,题目难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:实验题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
产品标准 | GB5461 |
产品等级 | 一级 |
配 料 | 食盐、碘酸钾、抗结剂 |
碘含量(以I计) | 20~50mg/kg |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
T/℃ | w(Mn2+)(%) | w(Mn3+)(%) | w(Mn4+)(%) |
700 | 5.56 | 44.58 | 49.86 |
750 | 2.56 | 44.87 | 52.57 |
800 | 5.50 | 44.17 | 50.33 |
850 | 6.22 | 44.40 | 49.38 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 金刚石与石墨互为同素异形体 | B. | H、D、T互为同位素 | ||
C. | CH3-CH3与互为同系物 | D. | 与互为同分异构体 |
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