高純ZnO可用作電子元件材料。以次氧化鋅酸浸液(主要含有Zn2+、SO2-4,還含有Fe3+、Fe2+、Mn2+、Pb2+等)為原料制備高純ZnO的實(shí)驗(yàn)流程如圖:
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已知:常溫下,Ksp[Zn(OH)2]=2.1×10-16,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(1)“除鐵”時(shí),須將Fe2+氧化為Fe3+的原因是 Zn(OH)2與Fe(OH)2沉淀時(shí)pH相近,不易通過調(diào)pH分離Fe2+和Zn2+;Zn(OH)2與Fe(OH)3沉淀時(shí)pH相差較大,易于通過調(diào)pH分離Fe3+和Zn2+Zn(OH)2與Fe(OH)2沉淀時(shí)pH相近,不易通過調(diào)pH分離Fe2+和Zn2+;Zn(OH)2與Fe(OH)3沉淀時(shí)pH相差較大,易于通過調(diào)pH分離Fe3+和Zn2+。
(2)“除錳”反應(yīng)的離子方程式為 3Mn2++2MnO-4+2H2O=5MnO2↓+4H+3Mn2++2MnO-4+2H2O=5MnO2↓+4H+。其他條件不變時(shí),n投入(KMnO4)n理論(KMnO4)與錳去除率、溶液中錳含量的關(guān)系如圖所示。n投入(KMnO4)n理論(KMnO4)>2.5時(shí),溶液中錳去除率下降,其原因是 過量的KMnO4進(jìn)入溶液過量的KMnO4進(jìn)入溶液。
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(3)為考查Zn粉用量對“除鉛”過程中鉛元素去除率的影響,設(shè)計(jì)若干對照實(shí)驗(yàn)組,這些實(shí)驗(yàn)組控制不變的因素有:“除錳”濾液濃度與體積、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、攪拌速率反應(yīng)時(shí)間、攪拌速率。
(4)寫出以“ZnSO4溶液”為原料制備高純ZnO的實(shí)驗(yàn)方案:在攪拌下向ZnSO4溶液中緩慢滴加氨水-NH4HCO3混合溶液;當(dāng)向上層清液中繼續(xù)滴加氨水-NH4HCO3溶液后不再產(chǎn)生沉淀時(shí),過濾,所得濾渣用蒸餾水洗滌,直至最后一次洗滌濾液加入稀鹽酸和BaCl2溶液后不再產(chǎn)生渾濁;將所得沉淀烘干后灼燒至恒重在攪拌下向ZnSO4溶液中緩慢滴加氨水-NH4HCO3混合溶液;當(dāng)向上層清液中繼續(xù)滴加氨水-NH4HCO3溶液后不再產(chǎn)生沉淀時(shí),過濾,所得濾渣用蒸餾水洗滌,直至最后一次洗滌濾液加入稀鹽酸和BaCl2溶液后不再產(chǎn)生渾濁;將所得沉淀烘干后灼燒至恒重。[可選用的試劑:Na2CO3溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液、蒸餾水、稀鹽酸、BaCl2溶液]
SO
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4
M
n
O
-
4
M
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n
投入
(
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理論
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投入
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理論
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【答案】Zn(OH)2與Fe(OH)2沉淀時(shí)pH相近,不易通過調(diào)pH分離Fe2+和Zn2+;Zn(OH)2與Fe(OH)3沉淀時(shí)pH相差較大,易于通過調(diào)pH分離Fe3+和Zn2+;3Mn2++2+2H2O=5MnO2↓+4H+;過量的KMnO4進(jìn)入溶液;反應(yīng)時(shí)間、攪拌速率;在攪拌下向ZnSO4溶液中緩慢滴加氨水-NH4HCO3混合溶液;當(dāng)向上層清液中繼續(xù)滴加氨水-NH4HCO3溶液后不再產(chǎn)生沉淀時(shí),過濾,所得濾渣用蒸餾水洗滌,直至最后一次洗滌濾液加入稀鹽酸和BaCl2溶液后不再產(chǎn)生渾濁;將所得沉淀烘干后灼燒至恒重
M
n
O
-
4
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:99引用:1難度:0.5
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(2)若在空氣中“酸浸”時(shí)間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
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(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1
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