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鋅鹽在化工、醫(yī)藥、電鍍等方面都有重要應用。以硫化鋅精礦為原料,選擇在常壓下,采用氧化-酸浸法進行實驗生產的工藝如圖所示。
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已知:①浸出液雜質離子主要是Fe2+、Fe3+,還含有少量的Cu2+、Ni2+等;
②pH=1.5時,除鐵的化學方程式為3Fe2(SO43+K2SO4+12H2O=2KFe3(SO42(OH)6↓+6H2SO4
③25℃時,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39
回答下列問題:
(1)浸出時,選用氧化-酸浸法而不直接選用酸浸法的優(yōu)點是
氧化-酸浸法對環(huán)境污染較小
氧化-酸浸法對環(huán)境污染較小
,氧化劑在稀硫酸介質中對硫化鋅精礦進行浸取時所涉及的化學反應機理較為復雜,若氧化劑為稀硝酸時氧化產物為單質S,則發(fā)生反應的離子方程式為
3ZnS+8H++2
NO
-
3
=3Zn2++3S↓+2NO+4H2O
3ZnS+8H++2
NO
-
3
=3Zn2++3S↓+2NO+4H2O

(2)溫度對硫化鋅精礦的浸出率有重要的影響,從室溫到100℃范圍內,溫度對硫化鋅精礦的浸出率的影響結果如圖所示:
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隨浸出溫度的升高,硫化鋅精礦的浸出率顯著提高的原因是
溫度升高,反應速率提升,物質溶解度增大
溫度升高,反應速率提升,物質溶解度增大
;實際工業(yè)生產選用的合適溫度為
90℃
90℃
左右。
(3)若氧化劑為H2O2,用離子方程式解釋除鐵之前需要加入氧化劑的目的:
H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O
H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O
。測定除鐵后的濾液中c(Fe3+)為0.003mol?L-1,則此時溶液的pH=
2
2
。
(4)除鐵后再進一步調節(jié)pH=4左右,使其完全水解形成Fe(OH)3沉淀,即可達到除鐵要求,不在除鐵之前調節(jié)pH=4的原因是
溶液中鐵離子濃度較大,直接除去會產生氫氧化鐵膠體,造成過濾困難,且可能會吸附鋅離子,降低產率
溶液中鐵離子濃度較大,直接除去會產生氫氧化鐵膠體,造成過濾困難,且可能會吸附鋅離子,降低產率
。
(5)加入Zn的目的是
除去Cu2+、Ni2+
除去Cu2+、Ni2+
。

【答案】氧化-酸浸法對環(huán)境污染較小;3ZnS+8H++2
NO
-
3
=3Zn2++3S↓+2NO+4H2O;溫度升高,反應速率提升,物質溶解度增大;90℃;H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;2;溶液中鐵離子濃度較大,直接除去會產生氫氧化鐵膠體,造成過濾困難,且可能會吸附鋅離子,降低產率;除去Cu2+、Ni2+
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:9引用:2難度:0.5
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  • 1.已知綠礬的化學式為FeSO4?7H2O,明礬的化學式為KAl(SO42?12H2O.工業(yè)上用廢棄固體制取粗銅、綠礬和明礬,操作流程如下:
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    (1)若廢棄固體中含有Cu2S、Al2O3、Fe2O3、SiO2等,加入的試劑x的化學式是
     
    (已知X是一種鹽).
    (2)在水溶液中,明礬和綠礬對水的電離平衡
     
    (填“有”或“無”)影響,若有影響,是
     
    (填“促進”或“抑制”)水的電離平衡.
    (3)以CuSO4溶液為電解質溶液進行粗銅的電解精煉,下列說法正確的是
     

    a.電能全部轉化為化學能    b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應
    c.溶液中Cu2+向陽極移動   d.利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬
    (4)利用反應2Cu+O2+2H2SO4
    2CuSO4+2H2O可制備CuSO4,若將該反應設計為原電池,其正極的電極反應式為
     

    (5)某同學為了檢驗產品中的綠礬是否含有Fe3+,將樣品溶解于水后,若選用試劑KSCN溶液,現(xiàn)象為
     
    ,則說明不含有Fe3+;若在樣品的溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液,現(xiàn)象為
     
    ,該反應的離子方程式為
     

    發(fā)布:2024/11/7 8:0:2組卷:5引用:1難度:0.3
  • 2.2020年,我國“奮斗者”號鈦合金載人艙完美扛住萬米壓力。鈦(Ti)常溫下與酸、堿均不反應,但高溫下能被空氣氧化,由鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3(鈦酸亞鐵),還有Fe2O3、MgO、SiO2等雜質)為主要原料冶煉金屬鈦同時獲得副產品甲的工業(yè)生產流程如圖。
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    請回答下列問題。
    (1)鈦酸亞鐵和硫酸反應的產物之一是TiOSO4,反應中無氣體生成,該反應的化學方程式為
     
    。
    (2)副產品甲俗稱“綠礬”其化學式是
     
    ,上述生產流程中加入Fe屑的目的是
     

    (3)溶液Ⅰ中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等陽離子。常溫下,其對應氫氧化物的K,如表所示。
    氫氧化物 Fe(OH)2 TiO(OH)2 Mg(OH)2
    Ksp 8.0×10-16 1.0×10-29 1.8×10-11
    ①若所得溶液中Mg2+的物質的量濃度為0.0018mol/L,當溶液的pH等于
     
    時,Mg(OH)2開始沉淀。
    ②溶液Ⅱ加水并加熱,立即析出大量白色沉淀,該反應的離子方程式為
     
    。
    (4)TiO2與焦炭、氯氣在高溫下發(fā)生反應生成TiCl4和一種可燃性氣體的化學方程式為
     

    (5)Mg還原TiCl4過程中必須在稀有氣體(如氬)氛圍中進行的原因是
     
    。

    發(fā)布:2024/11/7 8:0:2組卷:98引用:1難度:0.5
  • 3.鎳酸鋰(LiNiO2)是一種具有潛力的鋰離子電池材料。以鎳催化劑廢渣(主要成分是Ni,含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等雜質)為原料制備鎳酸鋰的流程如圖。
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    請回答下列問題:
    (1)LiNiO2中鎳的化合價為
     
    。
    (2)在實驗室中,“萃取、分液”需要的儀器有
     
    (填字母)。
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    (3)如果加入足量次氯酸鈉溶液“除鐵”,則“除鐵”反應的離子方程式為
     

    (4)“除鈣”操作不能在玻璃儀器中進行,其原因是
     
    。
    (5)有人認為“除鈣”中可以用HF替代NH4F,則“除鈣”反應Ca2+(aq)+2HF(aq)?CaF2(s)+2H+(aq)的平衡常數(shù)K=
     
    [已知:室溫下,HF的電離常數(shù)Ka=4.0×10-4,Ksp(CaF2)=1.6×10-10]。
    (6)“酸浸”中鎳浸出率與液固比(稀硫酸濃度一定時溶液體積與鎳渣質量之比)的關系如圖1所示,最佳液固比為
     
    。當液固比一定時,鎳浸出率與溫度的關系如圖2所示,40℃之前,隨著溫度升高,鎳浸出率逐漸增大的主要原因是
     
    。
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    (7)用3NiCO3?2Ni(OH)2?H2O制備鎳酸鋰的化學方程式為
     
    。

    發(fā)布:2024/11/6 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.5
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