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某科研课题小组研究利用含H+、Na+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、SO
2
-
4
的工业废电解质溶液,制备高纯的ZnO、MnO2、Fe2O3,设计实验流程如图:

回答下列问题:
(1)加入双氧水的目的是
将Fe2+氧化为Fe3+
将Fe2+氧化为Fe3+
,写出相应的离子方程式
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O

(2)第一次调pH使Fe3+完全沉淀,写出反应的离子方程式
Fe3++3OH-=Fe(OH)3
Fe3++3OH-=Fe(OH)3

(3)第二次调pH前,科研小组成员分析此时的溶液,得到常温下相关数据如表(表中金属离子沉淀完全时,其浓度为1×10-5 mol•L-1)。
浓度/
(mol•L-1
氢氧化物的
Ksp
开始沉淀的
pH
沉淀完全的
pH
Zn2+ 0.12 1.2×10-17 6.0 8.1
Mn2+ 0.10 4.0×10-14 7.8 9.8
为防止Mn2+同时沉淀造成产品不纯,最终选择将溶液的pH控制为7,则此时溶液中Zn2+的沉淀率为
99%
99%
,利用滤渣Ⅱ制备高纯的ZnO时,必然含有极其微量的
Fe2O3
Fe2O3
(以化学式表示)。
(4)已知常温下,Ksp(MnS)=3.0×10-14,Ksp(ZnS)=1.5×10-24,在除锌时发生沉淀转化反应为:MnS(s)+Zn2+(aq)⇌ZnS(s)+Mn2+(aq),其平衡常数K=
2×1010
2×1010

(5)沉锰反应在酸性条件下完成,写出该反应的离子方程式
Mn2++S2
O
2
-
8
+2H2O=MnO2↓+2
SO
2
-
4
+4H+
Mn2++S2
O
2
-
8
+2H2O=MnO2↓+2
SO
2
-
4
+4H+

【答案】将Fe2+氧化为Fe3+;2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓;99%;Fe2O3;2×1010;Mn2++S2
O
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+2H2O=MnO2↓+2
SO
2
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+4H+
【解答】
【点评】
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发布:2024/9/19 0:0:8组卷:2引用:1难度:0.5
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    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (4)煅烧A的反应方程式是
     

    (5)ag烧渣经过上述工艺可得红氧化铁bg。药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示)。

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:30引用:1难度:0.5
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    (1)焙烧时产生的主要有害气体是
     

    (2)若在空气中“酸浸”时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是:
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.1
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