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 SiO2SiO2。
(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-)=Ksp(CuS)c(Cu2+)=6.4×10-361.0×10-5mol/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-)=Ksp(CuS)c(Cu2+)=6.4×10-361.0×10-5mol/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 1212个,相邻两个O2-之间的距离为 22×3324ρ•NA×10722×3324ρ•NA×107nm。

K
sp
(
C
u
S
)
c
(
C
u
2
+
)
6
.
4
×
1
0
-
36
1
.
0
×
1
0
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5
K
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C
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5
2
2
3
324
ρ
•
N
A
2
2
3
324
ρ
•
N
A
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用;晶胞的计算.
【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-)==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;××107
K
sp
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C
u
S
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+
)
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N
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【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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