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ZnO是重要的化工原料.实验室以粗氧化锌(主要成分为ZnO,还含有少量Fe2O3、CuO等杂质)为原料制备碱式碳酸锌,进而热分解制备活性氧化锌.实验流程如图:

(1)“浸出”:称取一定量的粗氧化锌放入反应器中,加入适量碳酸氢铵和15%的氨水,40℃水浴加热并充分搅拌后,过滤。
①浸出后溶液中主要含有的离子为[Zn(NH34]2+、[Cu(NH34]2+
CO
2
-
3
,写出生成[Zn(NH34]CO3的化学方程式:
ZnO+3NH3•H2O+NH4HCO3
[Zn(NH34]CO3+4H2O
ZnO+3NH3•H2O+NH4HCO3
[Zn(NH34]CO3+4H2O
,1mol[Zn(NH34]2+中的σ键数为
16×6.02×1023
16×6.02×1023

②其他条件一定,当水浴温度高于42℃时,测得锌的浸出率随温度升高而降低,其可能原因是
温度升高,NH3挥发,NH4HCO3分解,c(NH4HCO3)和c(NH3H2O)减小,反应速率减慢
温度升高,NH3挥发,NH4HCO3分解,c(NH4HCO3)和c(NH3H2O)减小,反应速率减慢

(2)“置换铜”:向“浸出”所得滤液中加入稍过量的锌粉,过滤,
向稀盐酸中分批加入滤渣,搅拌,至不再产生气泡
向稀盐酸中分批加入滤渣,搅拌,至不再产生气泡
,过滤、洗涤并烘干滤渣,得到较纯净的铜。
(3)“蒸氨”:反应原理为4[Zn(NH34]CO3+3H2O
Zn4(OH)6CO3↓+16NH3↑+3CO2↑。已知:Zn4(OH)6CO3的产率随蒸氨时间的变化如图-1所示,加热Zn4(OH)6CO330min后,固体质量残留率[
m
剩余固体
m
起始固体
×100%]随温度变化如图-2所示。请补充完整制备ZnO的实验方案:将[Zn(NH34]CO3溶液置于图-3所示三颈瓶中,
打开活塞,通入100℃水蒸气持续25min,同时将产生的气体通入蒸馏水中;待三颈瓶冷却后,将其中混合物过滤,用蒸馏水洗涤滤渣并干燥,将干燥后的固体在600K下加热30min
打开活塞,通入100℃水蒸气持续25min,同时将产生的气体通入蒸馏水中;待三颈瓶冷却后,将其中混合物过滤,用蒸馏水洗涤滤渣并干燥,将干燥后的固体在600K下加热30min
(实验中须使用的试剂:100℃水蒸气、蒸馏水)。

【答案】ZnO+3NH3•H2O+NH4HCO3
[Zn(NH34]CO3+4H2O;16×6.02×1023;温度升高,NH3挥发,NH4HCO3分解,c(NH4HCO3)和c(NH3H2O)减小,反应速率减慢;向稀盐酸中分批加入滤渣,搅拌,至不再产生气泡;打开活塞,通入100℃水蒸气持续25min,同时将产生的气体通入蒸馏水中;待三颈瓶冷却后,将其中混合物过滤,用蒸馏水洗涤滤渣并干燥,将干燥后的固体在600K下加热30min
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:64引用:1难度:0.5
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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).
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    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
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    ,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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