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实验室研究从炼铜烟灰(主要成分为CuO、Cu2O、ZnO、PbO及其硫酸盐)中分别回收铜、锌、铅元素的流程如图。

(1)酸浸过程中,金属元素均由氧化物转化为硫酸盐,其中生成CuSO4的化学方程式为:CuO+H2SO4═CuSO4+H2O、
2Cu2O+O2+4H2SO4=4CuSO4+4H2O
2Cu2O+O2+4H2SO4=4CuSO4+4H2O

(2)置换过程中,铁屑完全消耗后,铜的产率随时间延长而下降,其可能原因为
铁屑消耗后,随时间延长,生成的Fe2+被空气氧化为Fe3+;Fe3+与置换出的Cu反应,降低了Cu的产率
铁屑消耗后,随时间延长,生成的Fe2+被空气氧化为Fe3+;Fe3+与置换出的Cu反应,降低了Cu的产率

(3)已知,25℃时,Ksp(PbSO4)=2.5×10-8;PbSO4+2Cl⇌PbCl2+
SO
2
-
4
。一定条件下,在不同浓度的NaCl溶液中,温度对铅浸出率的影响、PbCl2的溶解度曲线分别如图1、图2所示。

浸出后溶液循环浸取并析出PbCl2的实验结果如下表所示。
参数 循环次数
0 1 2 3
结晶产品中PbCl2纯度/% 99.9 99.3 98.7 94.3
①为提高原料NaCl溶液利用率,请补充完整利用酸浸渣制备化学纯(纯度≥98.5%)PbCl2晶体的实验方案:取一定质量的酸浸渣,
加入一定量5mol•L-1NaCl溶液,在90℃条件下搅拌使其充分反应,一段时间后趁热过滤;将滤液冷却至室温结晶,过滤;向滤液中补充适量NaCl固体,循环浸取酸浸渣2次
加入一定量5mol•L-1NaCl溶液,在90℃条件下搅拌使其充分反应,一段时间后趁热过滤;将滤液冷却至室温结晶,过滤;向滤液中补充适量NaCl固体,循环浸取酸浸渣2次
,将所得晶体洗涤、干燥。(可选用的试剂:5mol⋅L-1NaCl溶液,1mol⋅L-1NaCl溶液,NaCl固体)
②循环一定次数后的溶液中加入适量CaCl2溶液,过滤并加水稀释至其中NaCl浓度为1mol⋅L-1的目的是
加入Ca2+,将
SO
2
-
4
转化为CaSO4沉淀,避免影响后续析出PbCl2的纯度,而加水稀释NaCl浓度至1mol•L-1,使溶液中的PbCl2充分析出
加入Ca2+,将
SO
2
-
4
转化为CaSO4沉淀,避免影响后续析出PbCl2的纯度,而加水稀释NaCl浓度至1mol•L-1,使溶液中的PbCl2充分析出

(4)ZnSO4⋅7H2O产品的纯度可用配位滴定法测定。准确称取一定量的ZnSO4⋅7H2O晶体加入250mL的锥形瓶中,加水约20mL。再加入2~3滴5%的二甲酚橙作指示剂、约5mL六亚甲基四胺缓冲溶液,摇匀。用已标定的0.0160mol/LEDTA溶液滴定,滴定至溶液由红紫色变成亮黄色,即为终点(ZnSO4⋅7H2O与EDTA按物质的量之比1:1反应)。实验数据如下表:
m(ZnSO4⋅7H2O)/g 起始滴定管读数/mL 终点滴定管读数/mL
0.1692 0.20 26.50
ZnSO4⋅7H2O产品的纯度为
71%
71%
(保留2位有效数字)。

【答案】2Cu2O+O2+4H2SO4=4CuSO4+4H2O;铁屑消耗后,随时间延长,生成的Fe2+被空气氧化为Fe3+;Fe3+与置换出的Cu反应,降低了Cu的产率;加入一定量5mol•L-1NaCl溶液,在90℃条件下搅拌使其充分反应,一段时间后趁热过滤;将滤液冷却至室温结晶,过滤;向滤液中补充适量NaCl固体,循环浸取酸浸渣2次;加入Ca2+,将
SO
2
-
4
转化为CaSO4沉淀,避免影响后续析出PbCl2的纯度,而加水稀释NaCl浓度至1mol•L-1,使溶液中的PbCl2充分析出;71%
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:85引用:4难度:0.4
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  • 1.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (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)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
     

    (4)“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
     

    (5)煅烧A的反应方程式是
     

    (6)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.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:5引用:1难度:0.5
  • 2.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图:

    (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)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 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
     
    ;当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
    (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
     

    (5)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.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:114引用:4难度:0.5
  • 3.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (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)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 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
     
    ,常温下,当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
    (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:0.5
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