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以废锌电池预处理物(主要成分为ZnO,另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)为原料可生产草酸锌晶体(ZnC2O4⋅2H2O),生产流程如图所示。
已知:ZnS和CuS的Ksp分别为2.5×10-22,6.4×10-36
回答下列问题:
(1)“酸浸”后所得“滤渣1”的主要成分为
SiO2
SiO2

(2)“除锰”时,反应的离子方程式为
Mn2++H2O2+H2O=MnO(OH)2↓+2H+
Mn2++H2O2+H2O=MnO(OH)2↓+2H+

(3)“除铁”时,加入ZnO的目的是
调节pH使铁离子沉淀完全
调节pH使铁离子沉淀完全

(4)“除铜”后要求溶液中c(Cu2+)≤1.0×10-5mol⋅L-1.若溶液中Zn2+浓度为0.1mol⋅L-1,试计算说明溶液能否达到要求:
c(Cu2+)≤1.0×10-5mol⋅L-1,此时c(S2-)=
K
sp
C
u
S
c
C
u
2
+
=
6
.
4
×
1
0
-
36
1
.
0
×
1
0
-
5
mol/L=6.4×10-31mol/L,若溶液中Zn2+浓度为0.1mol⋅L-1,则c(Zn2+)×c(S2-)=0.1×6.4×10-31=6.4×10-32<2.5×10-22,锌离子不会沉淀,则达到要求
c(Cu2+)≤1.0×10-5mol⋅L-1,此时c(S2-)=
K
sp
C
u
S
c
C
u
2
+
=
6
.
4
×
1
0
-
36
1
.
0
×
1
0
-
5
mol/L=6.4×10-31mol/L,若溶液中Zn2+浓度为0.1mol⋅L-1,则c(Zn2+)×c(S2-)=0.1×6.4×10-31=6.4×10-32<2.5×10-22,锌离子不会沉淀,则达到要求
(要求写出计算过程)。
(5)“沉淀”后,需经过滤、洗涤、干燥系列操作分离出草酸锌晶体,检验沉淀是否洗净的操作为
取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,不产生白色沉淀,则洗涤干净
取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,不产生白色沉淀,则洗涤干净

(6)在通风橱中,将草酸锌晶体置于陶瓷仪器
坩埚
坩埚
(填仪器名称)中加热分解可制得ZnO。已知一种ZnO晶体晶胞结构如图所示,晶体密度为ρg⋅cm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值.则该晶体中与Zn2+等距离且最近的Zn2+共有
12
12
个,相邻两个O2-之间的距离为
2
2
×
3
324
ρ
N
A
×107
2
2
×
3
324
ρ
N
A
×107
nm。

【答案】SiO2;Mn2++H2O2+H2O=MnO(OH)2↓+2H+;调节pH使铁离子沉淀完全;c(Cu2+)≤1.0×10-5mol⋅L-1,此时c(S2-)=
K
sp
C
u
S
c
C
u
2
+
=
6
.
4
×
1
0
-
36
1
.
0
×
1
0
-
5
mol/L=6.4×10-31mol/L,若溶液中Zn2+浓度为0.1mol⋅L-1,则c(Zn2+)×c(S2-)=0.1×6.4×10-31=6.4×10-32<2.5×10-22,锌离子不会沉淀,则达到要求;取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,不产生白色沉淀,则洗涤干净;坩埚;12;
2
2
×
3
324
ρ
N
A
×107
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:18引用:3难度:0.4
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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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