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(chǎn)的工藝如圖所示。

已知:①浸出液雜質(zhì)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(SO4)3+K2SO4+12H2O=2KFe3(SO4)2(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(zhì)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(chǎn)物為單質(zhì)S,則發(fā)生反應的離子方程式為 3ZnS+8H++2NO-3=3Zn2++3S↓+2NO+4H2O3ZnS+8H++2NO-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(nèi),溫度對硫化鋅精礦的浸出率的影響結果如圖所示:

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(zhì)溶解度增大溫度升高,反應速率提升,物質(zhì)溶解度增大;實際工業(yè)生產(chǎn)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++2H2OH2O2+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=22。
(4)除鐵后再進一步調(diào)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(diào)節(jié)pH=4的原因是 溶液中鐵離子濃度較大,直接除去會產(chǎn)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(chǎn)率溶液中鐵離子濃度較大,直接除去會產(chǎn)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(chǎn)率。
(5)加入Zn的目的是 除去Cu2+、Ni2+除去Cu2+、Ni2+。
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【答案】氧化-酸浸法對環(huán)境污染較??;3ZnS+8H++2=3Zn2++3S↓+2NO+4H2O;溫度升高,反應速率提升,物質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)率;除去Cu2+、Ni2+
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:9引用:2難度:0.5
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