50. 软锰矿中含MnO2约70%,SiO2约20%,Al2O3约4%,其余为水分;闪锌矿中含ZnS约80%,FeS、CuS、SiO2共约7%,其余为水分。科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺,制取Zn、MnO2和Na2SO4。其工艺流程如下:
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有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
|
氢氧化物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Zn(OH)2 |
|
开始沉淀的pH |
4.0 |
2.3 |
5.4 |
|
沉淀完全的pH |
5.2 |
4.1 |
8.0 |
(1) Ⅰ 的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3等。写出MnO2、CuS与硫酸反应的化学方程式: 。
(2) Ⅲ中调节溶液的pH至5.25.4,此时生成沉淀M的成分为 、 (填化学式);Ⅲ中加入MnO2的作用是 。
(3) 下图是Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲线(g/100 g水),则Ⅳ中得到Na2SO4固体的操作是将分离出MnCO3和ZnCO3后的滤液升温结晶、 、用乙醇洗涤后干燥。乙醇洗涤而不用水洗的原因是 。
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(4) Ⅴ是用惰性电极电解制得Zn和MnO2,则阳极的电极反应式为 。
(5) 绿色化学思想在本工艺中得到了充分体现,在本工艺流程中可循环使用的物质有MnO2、ZnCO3、MnCO3、 和 (填化学式)。
[有机合成]
49. 工业上常回收冶炼锌废渣中的锌(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质),并用来生产Zn(NO3)2·6H2O晶体,其工艺流程如下:
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有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
|
氢氧化物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Zn(OH)2 |
|
开始沉淀的pH |
3.3 |
1.5 |
6.5 |
4.2 |
5.4 |
|
沉淀完全的pH |
5.2 |
3.7 |
9.7 |
6.7 |
8.0 |
(1) 在“酸浸”步骤中,为提高锌的浸出速率,通入空气可起到的作用是 。
(2) 在“除杂Ⅰ”步骤中,需再加入适量H2O2溶液,H2O2与Fe2+反应的离子方程式为 。该步应控制溶液的pH范围为 。检验Fe3+在“除杂Ⅰ”步骤中是否沉淀完全的实验操作是 。
(3) 加入Zn粉的作用是 。“操作A”的名称是 。