题目内容

现从锌制品加工企业回收的废渣(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质)来制取氧化锌,流程如下:

有关氢氧化物完全沉淀的pH见下表:
沉淀物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Zn(OH)2
pH
5.2
3.2
9.7
6.7
8.0
 
(l)在酸浸过程中,要提高锌元素的浸出率,可以采取         措施。
(2)上述流程中多处涉及“过滤”,实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有        。
(3)在“除杂I”步骤中,将溶液调至pH=4的目的是              。在“除杂II”后,溶液的pH约为6,则此步过滤时滤渣中含有               。
(4)在“碳化合成”中,生成的产物之一为碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3],同时放出CO2,请写出该反应的化学方程式                       。
(5)从滤液中提取NaNO3晶体的操作步骤为                  。
(6)在实验室如何洗涤过滤出的碱式碳酸锌?                        。
(16分)
(1)加热、搅拌(2分)
(2)烧杯、玻璃棒、漏斗  (3分)
(3)使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去(2分)
Al(OH)3、Cu、Zn   (2分)   (不填Zn不扣分)
(4)2Na2CO3+2Zn(NO3)2+H2O=4NaNO3+Zn2(OH)2CO3+CO2↑(2分)
(5)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(3分)
(6)往漏斗中加入少量蒸馏水,浸没沉淀,让其自然滤出,反复几次(2分)

试题分析:(1)增大反应物浓度、升高温度、增大压强(有气体参加的反应)、增大固体表面积、使用合适的催化剂、研磨、搅拌、振荡等措施,都是加快反应速率、提高浸出率的常用措施;(2)过滤分离固液混合物,常用的玻璃仪器有烧杯、普通漏斗、玻璃棒;(3)硝酸具有强氧化性和强酸性,酸性条件下空气中的氧气也能将亚铁离子氧化为铁离子,则溶液中含有Zn2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、H+、NO3-,读表中信息可知,将溶液pH调至4时,铁离子完全变为氢氧化铁沉淀,可以除去溶液中的铁离子;将溶液pH调至6时,铝离子完全变为氢氧化铝沉淀,可以除去溶液中的铝离子,由于锌比铜活泼,则加入过量的锌不仅能消耗氢离子,而且能将铜离子完全还原为单质铜,既除去杂质,又没有引入新杂质,则除杂II所得滤渣主要成分为氢氧化铝、铜、锌;(4)依题意,加入的碳酸钠与硝酸锌溶液反应,生成碱式碳酸、二氧化碳,根据质量守恒原理可得该复分解反应方程式:2Na2CO3+2Zn(NO3)2+H2O=4NaNO3+Zn2(OH)2CO3+CO2↑;(5)硝酸钠是可溶性盐,溶解度随温度下降而明显减小,根据其性质推断,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到硝酸钠晶体;(6)根据过滤之后洗涤沉淀的一般原理,洗涤碱式碳酸锌时,先向漏斗中加入少量蒸馏水,浸没沉淀,再让其自然滤出,反复几次即可。
练习册系列答案
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溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:
 
苯
溴
溴苯
密度/g·cm-3
0. 88
3. 10
1. 50
沸点/℃
80
59
156
水中溶解度
微溶
微溶
微溶
 

按下列合成步骤回答问题:
(1)在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL液溴。向a中滴人几滴液溴,有白雾产生,是因为生成了                  气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是_________________________                                            。
(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入l0mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10mL水、8mLl0%的NaOH溶液、l0mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是
                                                                           。
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是
                                                                          。
(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为                   ,要进一步提纯下列操作中必须的是             (填入正确选项前的字母)。
A.重结晶   B.过滤    C.蒸馏    D.萃取
(4)在该实验中,a的容积最适合的是            (填人正确选项前的字母)。
A.25mL         B.50mL    C.250mL       D.500mL
某同学从报刊上了解到菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐,决定用实验验证这一事实并检测草酸盐含量。进一步查阅资料得知,草酸(H2C2O4)是酸性强于醋酸的二元有机酸,还是一种还原性较强的物质,如2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O,草酸钙(CaC2O4)不溶于水和醋酸,能溶于强酸:CaC2O4+2H+= H2C2O4+Ca2+。
(1)设计实验方案验证菠菜中含有草酸盐和碳酸盐,补充完成实验步骤、预期现象和结论。
限选试剂:1 mol·L-1 H2SO4、1 mol·L-1 HCl、0.1 mol·L-1 NaOH、1 mol·L-1 CaCl2、0.01 mol·L-1 KMnO4、澄清石灰水。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:将菠菜研磨后,浸泡、过滤得到澄清待测溶液。
 
步骤2:调节溶液至弱碱性,滴加足量CaCl2溶液。
出现白色沉淀,说明菠菜中可能含有草酸盐和碳酸盐。
步骤3:取步骤2的沉淀于试管中,     
                                     
                               
                                     
步骤4:                             
                                     
                               
                                     
 
(2)要准确测定菠菜中草酸盐含量,请回答有关问题:
① 操作:取m g菠菜样品,将其中草酸盐转化为CaC2O4沉淀分离出来,用盐酸溶解后,将溶液转入_________中加水配制成100mL溶液。每次用_____________移取25.00mL该溶液,用0.0100mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定,平均消耗标准溶液V mL。
② 计算:菠菜中草酸盐(以C2O42-计)的质量分数为___________________。(只列式不计算。C2O42-的化学式量为88)
③ 讨论:用标准KMnO4溶液直接滴定菠菜研磨、浸泡、过滤得到的溶液,结果可能偏高,原因是                                               。

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