离子 | Fe2+ | Fe3+ | Cu2+ |
开始沉淀时的pH(初始浓度为1.0mol/L) | 6.5 | 1.5 | 4.2 |
沉淀完全时的pH | 9.7 | 3.2 | 6.7 |
分析 生产Zn(NO3)2•6H2O晶体,其工艺流程为:冶炼锌废渣中的锌(40.5%ZnO、19.5%CuO、5.7%FeO、7.3% Fe2O3,其余为SiO2),加入酸,溶解,加ZnO或Zn(OH)2消耗溶液中的氢离子调节PH,再加入适量H2O2溶液,目的是将未被氧化的Fe2+氧化为Fe3+,然后过滤,后得到滤液含有Zn2+、Cu2+,再加Zn粉把铜离子置换为Cu,过滤,过滤得到硫酸锌溶液,在滤液中加碳酸氢铵,生成碱式碳酸锌,过滤得到碱式碳酸锌;
(1)根据图2可知,当pH=7时,c(Zn2+)=10-3mol/L,根据Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+)×c2(OH-)计算;
(2)根据流程分析判断试剂a、b;
(3)H2O2与Fe2+反应生成水和铁离子;
(4)硫酸锌与碳酸氢铵反应生成碱式碳酸锌和二氧化碳、水;
(5)碱式碳酸锌受热分解生成ZnO、二氧化碳和水;
(6)灼烧时ZnCO3不分解,碱式碳酸锌分解,根据物质灼烧前后质量的变化确定生成的二氧化碳和水的质量,然后求出碱式碳酸锌的质量.
解答 解:生产Zn(NO3)2•6H2O晶体,其工艺流程为:冶炼锌废渣中的锌(40.5%ZnO、19.5%CuO、5.7%FeO、7.3% Fe2O3,其余为SiO2),加入酸,溶解,加ZnO或Zn(OH)2消耗溶液中的氢离子调节PH,再加入适量H2O2溶液,目的是将未被氧化的Fe2+氧化为Fe3+,然后过滤,后得到滤液含有Zn2+、Cu2+,再加Zn粉把铜离子置换为Cu,过滤,过滤得到硫酸锌溶液,在滤液中加碳酸氢铵,生成碱式碳酸锌,过滤得到碱式碳酸锌;
(1)根据图2可知,当pH=7时,c(Zn2+)=10-3mol/L,Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+)×c2(OH-)=10-3×(10-7)2=1×10-17,故答案为:1×10-17;
(2)根据流程分析可知试剂a用于调节溶液的pH,但不能引入杂质,所以a为ZnO或Zn(OH)2,b试剂用于置换铜离子,则b为Zn,故答案为:ZnO或Zn(OH)2;Zn;
(3)H2O2与Fe2+反应生成水和铁离子,其饭的离子方程式为:H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O,故答案为:H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O;
(4)硫酸锌与碳酸氢铵反应生成碱式碳酸锌和二氧化碳、水、硫酸铵,其反应的离子方程式为:2Zn2++4HCO3-=Zn(OH)2•ZnCO3↓+3CO2↑+H2O;反应后生成产物留在溶液中的主要是硫酸铵;
故答案为:2Zn2++4HCO3-=Zn(OH)2•ZnCO3↓+3CO2↑+H2O;(NH4)2SO4;
(5)将碱式碳酸锌加热分解可得到具有催化性能的活性氧化锌,另外还有二氧化碳和水,其反应方程式为Zn(OH)2•ZnCO3=2ZnO+CO2↑+H2O,
故答案为:Zn(OH)2•ZnCO3=2ZnO+CO2↑+H2O;
(6)灼烧时ZnCO3不分解,碱式碳酸锌分解Zn(OH)2•ZnCO3=2ZnO+CO2↑+H2O,根据物质灼烧前后质量的变化确定生成的二氧化碳和水的质量,然后求出碱式碳酸锌的质量,所以能通过固体质量的减少量来确定固体的成分,故答案为:能.
点评 本题考查晶体的制备及混合物的分离、提纯,注意已知信息与所学知识的结合来分析解答问题,除杂流程及表格数据是解答本题的关键,题目难度中等,侧重于考查学生的实验能力和对基础知识的综合应用能力.
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容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
起始反应物投入量 | 2mol H2、l mol CO | 1mol CH3OH | 2mol CH3OH | |
平 | c(CH,0H)/mol/L | C1 | C2 | c3 |
衡 | 反应的能量变化ZkJ | x | y | z |
数 | 体系压强/Pa | P1 | P2 | P3 |
据 | 反应物转化率 | a1 | a2 | a3 |
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