在锌湿法冶炼过程中,会产生大量铜镉渣(主要含有Zn、Cd、Fe、Cu等),直接丢弃会造成环境污染,也是资源浪费,以下为回收处理铜镉渣制备硫酸锌晶体的工业流程:已
题型:不详难度:来源:
在锌湿法冶炼过程中,会产生大量铜镉渣(主要含有Zn、Cd、Fe、Cu等),直接丢弃会造成环境污染,也是资源浪费,以下为回收处理铜镉渣制备硫酸锌晶体的工业流程:
已知:硫酸锌晶体易溶于水,难溶于酒精。 (1)加入硫酸的目的 。 (2)硫酸不能溶出铜,加入锰粉是为了结合铁离子的变价来传递电子,将铜溶出,锰粉的主要成分为MnO2,相关方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+和 。 (3)由硫酸锌溶液获得硫酸锌晶体,必要的操作方法为 。 (4)制得的硫酸锌晶体需要洗涤,选择的试剂为 ,原因是 。 |
答案
(10分) (1)溶出铜镉渣中的Zn、Cd、Fe等金属(2分) (2) MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O (3分) (3)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(2分) (4)酒精(1分)硫酸锌晶体易溶于水,水洗会造成硫酸锌晶体的损失(2分) |
解析
试题分析: (1)该工艺流程图中可以看出金属单质在硫酸的作用下转变为离子; (2)根据工艺流程图中可以看出溶液中没有Fe2+,且MnO2转变为Mn2+,该反应为氧化还原反应MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O; (3)从溶液中得到晶体的操作; (4)结合题中信息,由于硫酸锌晶体易溶于水,难溶于酒精,应选择酒精洗涤。 |
举一反三
资料显示:在一定条件下黄铵铁钒在pH=0.5~2.5范围内均能稳定存在,工业上用酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下:
根据题意完成下列问题: (1)步骤(ii)所加试剂起调节pH作用的离子是 (填离子符号)。 (2)在步骤(iii)发生的反应中,加入少量MnO2的作用是 (3)步骤(iv)除去杂质的离子方程式可表示为 (4)实验室模拟碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]的制备,向大试管中加入碳酸钠溶液和硫酸铜溶液,水浴加热至70℃左右,用0.4 mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5,振荡,静置,过滤,用热水洗涤,烘干,得到碱式碳酸铜产品。根据上述碱式碳酸铜的制备方法,请完成以下问题: ①过滤后洗涤的目的是什么 ;简述如何洗涤沉淀 ②若实验得到a g样品(只含CuO杂质),取此样品加热至分解完全后,得到b g固体,此样品中碱式碳酸铜的质量分数是 |
某课外活动小组对一氧化碳还原氧化铁的实验中最后的产物产生浓厚的兴趣,试通过实验来探究其成分。 Ⅰ.实验装置:
用一氧化碳还原氧化铁的实验装置 该装置B中发生的离子方程式是 装置B的作用是 Ⅱ.实验现象:玻璃管A中的粉末由红色逐渐变为黑色时,停止加热,继续通一氧化碳,冷却到室温,停止通气,同时观察到澄清的石灰水变浑浊。 Ⅲ.实验结论: 甲认为:依据上述实验现象可以判断出生成的黑色固体为金属铁。 乙认为:仅从上述实验现象,不足以证明生成的黑色固体为金属铁,她增加了一个实验:用磁铁靠近生成的黑色固体,看到有黑色固体被磁铁吸引。于是得出生成的黑色固体为金属铁的结论。 请你通过该反应的相关资料对他们结论作出判断并通过实验检验其合理性: (1)在一定条件下:一氧化碳与氧化铁在加热条件下,可发生如下反应 3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2 Fe3O4+4CO4Fe+4CO2 (2)四氧化三铁(Fe3O4)为黑色固体,有强磁性,能够被磁铁吸引。 甲、乙同学的结论: 你对此评价的理由是: Ⅳ.实验探究 对反应后固体成分提出假设: 假设1:反应后固体中只有Fe; 假设2:反应后固体中只有Fe3O4; 假设3:反应后固体中_______________________ 为确定实验中最后的产物的成分,丙同学设计如下实验,请您利用限选试剂和仪器帮助他完成该探究过程,并将答案写在答题卡相应位置。 限选试剂和仪器: 1mol/LCuSO4 、0.01mol/L KSCN溶液、1mol/L盐酸、0.01mol/L氯水、试管、玻璃棒、胶头滴管。
实验操作
| 预期现象和结论
| 步骤一:取硬质玻璃管中固体产物少量分别于A、B试管中,加入足量1mol/LCuSO4溶液、搅拌溶解。
| (1)若A试管中黑色固体不溶解,并且没有观察到其他现象,则黑色固体为 (2)若B试管中有红色固体析出,则说明黑色固体中含有Fe。
| 步骤二:对试管B中溶液过滤,将所得固体洗涤干净后,加足量1mol/L盐酸后,再依次分别加入适量0.01mol/L氯水、少量0.01mol/L KSCN溶液
| (1)若溶液不变红色,则 (2)若溶液变红色,则
| Ⅴ.延伸探究:丁同学试图通过反应前后固体质量的变化来确定黑色固体的成分,你认为可行吗?(假设氧化铁在反应中完全反应) (填“行”或“不行”)理由是 。 |
某矿样含有大量的CuS、少量铁的氧化物及少量其它不溶于酸的杂质。某化学课外小组设计以下流程,取该矿样为原料生产CuC12·2H2O晶体。
已知:常温下,金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表。
金属离子
| 氢氧化物开始沉淀的pH
| 氢氧化物沉淀完全的pH
| Fe2+
| 7.0
| 9.0
| Fe3+
| 1.9
| 3.2
| Cu2+
| 4.7
| 6.7
| 回答下列问题: (1)步骤①的焙烧过程中需要通入氧气。在实验室中,可使用常见化学物质利用右图所示装置制取氧气,试写出熟悉的符合上述条件的两个化学方程式:______、______
(2)培烧产生的尾气中含有的一种气体是形成酸雨的污染物,若将尾气通入氨水中,能发生多个反应,写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式:______、______ (3)步骤②酸浸过程中,需要用到3mol·L-1的盐酸100mL,配制该盐酸溶液时,除了用到烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要的仪器有_________ (4)步骤④加入物质X的目的是_____,物质X可以选用下列物质中的_____。 A.氢氧化钠 B.稀盐酸 C.氨水 D.氧化铜 (5)当溶液中金属离子浓度低于1×10-5 mol·L-1时,认为该金属离子沉淀完全,则Ksp[Fe(OH)2]= _____。 |
FeSO4·7H2O广泛用于医药和工业领域。 (1)下面是以工业废铁屑为原料生产FeSO4·7H2O的流程图。
请填写下列空白。 ①加适量碳酸钠溶液的目的是______________,反应I需要加热数分钟,其原因是___________。 ②判断反应Ⅱ完成的现象是__________。反应Ⅱ需要100mL1mol/L的稀硫酸,用98.3%,ρ=1.84g/cm3的浓硫酸配制。所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管及____________. ③测定FeSO4·7H2O产品中Fe2+含量的方法是用KMnO4溶液滴定法(5Fe2+++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O),步骤为: Ⅰ.称取2.8500g FeSO4·7H2O产品,配制成250mL溶液; Ⅱ.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中; Ⅲ.用硫酸酸化的0.01000moL/L KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。
某同学设计如图所示的滴定方式中,最合理的是____________(夹持部分略去)(填字母序号);判断此滴定实验达到终点的方法是____________;计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为________(用小数表示,保留三位小数);若用上述方法测定的样品中FeSO4·7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有_____________;______________。 (2)已知FeSO4·7H2O晶体在加热条件下发生如下反应:2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑。利用下图装置可检验该反应的气体产物。
请填写下列空白。 ①仪器的连接顺序为a接________、__________接_________、________接__________、__________接_____________。 ②装置C中的X为______________;该装置中冷水的作用是_________________。 |
FeSO4·7H2O俗称绿矾,广泛用于医药和工监领域。 (1)已知FeSO4·7H2O晶体在加热条件下发生如下反应: 。利用下图装置检验该反应的气体产物。
请填写下列空白: ①仪器的连接顺序为 (用a~i的字母表示)。 ②装置C中的试剂X化学式为 ;该装置中冷水的作用是 。 (2)以下是FeSO4·7H2O的实验窒制备流理图。
根据题意完成下列填空: ①反应Ⅱ需要l00mL l.5mol·L-1l的稀硫酸溶解洁净的铁屑,用质量分数为98%、密度为1.84g·cm-3的浓硫酸配制。所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃捧、胶头滴管及 ,量取浓硫酸的体积为 。 ②反应1需要加热数分钟,其原因是 ;操作A为 。 ③测定FeSO4·7H2O产品中Fe2+含量的常用方法是KMnO4溶液滴定法。已知称取3.0g FeSO4·7H2O产品,配制成溶液,用硫酸酸化的0.01000moL·L-1 KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液的体积为200.00mL。发生反应的离子方程式为 ,计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 (保留两位有效数字)。 |
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