题目内容

【题目】从废电池外壳中回收锌(锌皮中常有少量铁、外表沾有NH4Cl、ZnCl2、MnO2等杂质),制取ZnSO4·7H2O可以采取如下工艺流程:

金属氢氧化物沉淀的pH:

氢氧化物

开始沉淀的pH

完全沉淀的pH

Zn(OH)2

5.7

8.0

Fe(OH)3

2.7

3.7

回答下列问题:

(1)酸溶时常常加入少量的CuSO4,其目的是

(2)写出氧化时的离子方程式 。该过程中加入的H2O2量要远多于理论值,原因除了提高另外反应物的转化率外,还可能是

(3)调节pH大于8后会造成锌元素转化率降低,其原因是

(4)从滤液B获得Na2SO4应该采用的方法是蒸发结晶, ,洗涤干燥。(部分物质的溶解度曲线见下图)

(5)由滤渣B制备ZnSO4·7H2O的实验方案为:_ __ __,干燥得到ZnSO4·7H2O (实验中须使用的试剂有:1mol/LH2SO4,蒸馏水,乙醇;除常用仪器外须使用的仪器有:pH计)。

【答案】

(1)锌置换出铜后形成铜锌原电池加快反应速率(2分)

(2)2Fe2++H2O2+2H+ =2Fe3++ 2H2O(3分)

Fe3+(或Fe2+)催化分解双氧水(2分)

(3)碱性过强氢氧化锌可能溶解(2分)

(4)趁热过滤(2分)

(5)用pH计测定,1mol/LH2SO4加水配制成pH为4(3.7—5.7) 的溶液,加入到滤渣B中充分反应,过滤,将滤液蒸发浓缩,冷却结晶,用乙醇洗涤(4分)

【解析】

试题分析:

(1)在溶液中加入硫酸铜后,锌置换出铜形成铜锌原电池加快反应速率;

(2)酸溶过程中产生Fe2+,双氧水氧化Fe2+为Fe3+,然后调节pH形成氢氧化铁沉淀分离;双氧水易分解,Fe3+(或Fe2+)可为双氧水分解的催化剂,加快双氧水分解,所以应增加双氧水的用量;

(3)pH为8时锌的存在形式为氢氧化锌,碱性增强锌元素转化率降低说明氢氧化锌为两性,溶解于强碱;

(4)滤液B中含有NH4+、Na+、SO42-、Cl-,根据溶解度曲线,硫酸钠溶解度在超过40温度升高而降低,氯化铵随温度升高而升高,故采用蒸发浓缩,结晶出硫酸钠晶体,趁热过滤,防止温度降低氯化铵析出;

(5)滤渣B为氢氧化铁和氢氧化锌,根据表中数据得出氢氧化锌在pH小于5.7时溶解,氢氧化铁在pH小于3.7时溶解,所以采用pH为4(3.7—5.7),溶解氢氧化锌,从而分离铁和锌;然后通过浓缩,冷却结晶,用乙醇洗涤、干燥得到产品。

练习册系列答案
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写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:_________________________________。

ΔH2=__________kJ·mol-1

在相同条件下,充入1 mol SO3和0.5 mol的O2,则达到平衡时SO3的转化率为______________;此时该反应________(填“放出”或“吸收”)________kJ的能量。

(2)中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。

CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图2所示。从3 min到9 min,v(H2)=________mol·L-1·min-1

能说明上述反应达到平衡状态的是________(填编号)。

A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为11(即图中交叉点)

B.混合气体的密度不随时间的变化而变化

C.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2O

D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变

为了加快化学反应速率且使体系中气体的物质的量减少,其他条件不变时,可采取的措施有________(填编号)。

A.升高温度 B.缩小容器体积 C.再充入CO2气体 D.使用合适的催化剂

(3)工业上,CH3OH也可由CO和H2合成。参考合成反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数。下列说法正确的是________。

温度/

0

100

200

300

400

平衡常数

667

13

1.9×10-2

2.4×10-4

1×10-5

A该反应正反应是放热反应

B.该反应在低温下不能自发进行,高温下可自发进行,说明该反应ΔS<0

C.在T 时,1 L密闭容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100

D工业上采用稍高的压强(5 MPa)和250 ,是因为此条件下,原料气转化率最高

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金属离子

开始沉淀的pH

沉淀完全的pH

Fe3+

1.1

3.2

Al3+

3.0

5.0

Fe2+

5.8

8.8

请补充完整由碳酸钙制备甲酸钙的实验方案:称取13.6g甲酸钠溶于约20mL水,配成溶液待用,并称取研细的碳酸钙样品10g待用;____________

提供的试剂有:a.甲酸钠,B5molL-1硝酸,C5molL-1盐酸,D5molL-1硫酸,e.3%H2O2溶液,f.澄清石灰水

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