工業(yè)上用閃鋅礦(主要成分為ZnS,還含有CdS、Fe2O3等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)ZnSO4·7H2O的工藝流程如下:(己知Cd的金屬活動(dòng)性介于Zn和Fe之間)
(1)從濾渣A中可獲得一種淡黃色非金屬單質(zhì)的副產(chǎn)品,其化學(xué)式為 。
(2)浸取過(guò)程中Fe2(SO4)3的作用是 ,浸取時(shí)Fe2(SO4)3與ZnS發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)除鐵過(guò)程控制溶液的pH在5.4左右,該反應(yīng)的離子方程式為 。該過(guò)程在空氣入口處設(shè)計(jì)了一個(gè)類(lèi)似淋浴噴頭的裝置,其目的是 。
(4)置換法除重金屬離子是Cd2+,所用物質(zhì)C為 。
(5)硫酸鋅的溶解度與溫度之間的關(guān)系如下表:
溫度/℃ |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
溶解度/g |
41.8 |
54.1 |
70.4 |
74.8 |
67.2 |
60.5 |
從除重金屬后的硫酸鋅溶液中獲得硫酸鋅晶體的實(shí)驗(yàn)操作為 、 、過(guò)濾、干燥。
(16分)
(1)S(2分)
(2)做氧化劑(2分) Fe2(SO4)3+ZnS=ZnSO4+2FeSO4+S↓(3分)
(3)4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+(3分)
增大空氣與溶液的接觸面積,加快反應(yīng)速率(2分)
(4)Zn(鋅)(2分) (5)60℃條件下蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶(2分)
【解析】
試題分析:(1)閃鋅礦組成元素中只有硫、氧兩種非金屬元素,氧氣是無(wú)色非金屬單質(zhì),硫黃是黃色非金屬單質(zhì),則濾渣A的主要成分是S;(2)浸取時(shí),金屬硫化物中硫元素由—2升為0價(jià),則金屬硫化物是還原劑,由此推導(dǎo)出硫酸鐵中鐵元素由+3降為+2價(jià),即硫酸鐵是氧化劑;硫化鋅與硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫黃,根據(jù)最小公倍數(shù)法配平,則Fe2(SO4)3+ZnS=ZnSO4+2FeSO4+S↓;(3)濃縮結(jié)晶的母液含有飽和硫酸亞鐵溶液,亞鐵離子被氧化為FeOOH時(shí),鐵元素化合價(jià)由+2升為+3,則空氣中氧氣是氧化劑,氧元素由0降為—2價(jià),根據(jù)電子、電荷、原子守恒原理配平,則該反應(yīng)為4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+;在空氣入口處設(shè)計(jì)了一個(gè)類(lèi)似淋浴噴頭的裝置,目的是增大空氣與溶液的接觸面積,加快反應(yīng)速率;(4)根據(jù)置換反應(yīng)原理,應(yīng)選擇比Cd活潑的金屬,根據(jù)除雜原則,除去Cd2+的同時(shí)只能引入Zn2+,不能引入別的金屬陽(yáng)離子,因此物質(zhì)C為鋅(Zn);(5)讀表可知,0~100℃,硫酸鋅的溶解度先隨溫度升高而增大,后隨溫度升高而減小,或者60℃左右硫酸鋅的溶解度最大,因此在60℃左右蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、干燥,可以制備硫酸鋅晶體。
考點(diǎn):考查物質(zhì)制備工藝流程,涉及硫黃的物理性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)方程式、離子方程式、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、除雜試劑的選擇、溶解度表、晶體制備方法和原理等。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
溫度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 41.8 | 54.1 | 70.4 | 74.8 | 67.2 | 60.5 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2013-2014學(xué)年廣東省高三上學(xué)期第二次段考理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題
工業(yè)上用閃鋅礦(主要成分為ZnS,還含有Fe2O3等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)ZnSO4·7H2O的工藝流程如下:
(1)從濾渣A中可獲得一種淡黃色非金屬單質(zhì)的副產(chǎn)品,其化學(xué)式為 。
(2)浸取過(guò)程中Fe2(SO4)3的作用是 ,浸取時(shí)Fe2(SO4)3與ZnS發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)除鐵過(guò)程控制溶液的pH在5.4左右,該反應(yīng)的離子方程式為 。該過(guò)程在空氣入口處設(shè)計(jì)了一個(gè)類(lèi)似淋浴噴頭的裝置,其目的是 。
(4)置換法除重金屬離子所用物質(zhì)C為 。
(5)硫酸鋅的溶解度與溫度之間的關(guān)系如下表:
溫度/℃ |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
溶解度/g |
41.8 |
54.1 |
70.4 |
74.8 |
67.2 |
60.5 |
從除重金屬后的硫酸鋅溶液中獲得硫酸鋅晶體的實(shí)驗(yàn)操作為 、 、過(guò)濾、干燥。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
溫度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 41.8 | 54.1 | 70.4 | 74.8 | 67.2 | 60.5 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
工業(yè)上用閃鋅礦(主要成分為ZnS,還含有Fe2O3等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)ZnSO4·7H2O的工藝流程如下:
(1)濾渣A經(jīng)CS2提取后可獲得一種淡黃色副產(chǎn)品,其化學(xué)式為 。
(2)浸取過(guò)程中Fe2(SO4)3的作用是 。
(3)除鐵過(guò)程控制溶液的pH在5.4左右,該反應(yīng)的離子方程式為 。該過(guò)程在空氣入口處設(shè)計(jì)了一個(gè)類(lèi)似淋浴噴頭的裝置,其目的是 。
(4)硫酸鋅的溶解度與溫度之間的關(guān)系如下表:
溫度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 41.8 | 54.1 | 70.4 | 74.8 | 67.2 | 60.5 |
從除重金屬后的硫酸鋅溶液中獲得硫酸鋅晶體的實(shí)驗(yàn)操作為 、 、過(guò)濾、干燥。
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