以廢干電池[主要含MnO2、MnOOH、Zn、Zn(OH)2、Fe、KOH]和鈦白廠廢酸(含H2SO4,還有少量Ti3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+等)為原料制備錳鋅鐵氧體[MnxZn1-xFe2O4]的流程如圖:
已知:①25℃時(shí),Ka(HF)=3.53×10-4,Ksp(MgF2)=7.5×10-11,Ksp(CaF2)=1.5×10-10;酸性較弱時(shí),MgF2、CaF2均易溶解形成[MFn]2-n配離子(M代表金屬元素);
②在Ag+催化下可發(fā)生反應(yīng)2Mn2++5S2O2-8+8H2O═2MnO-4+10SO2-4+16H+。
③(NH4)2S2O8在煮沸時(shí)易分解。
(1)酸浸過程中含錳物質(zhì)被溶液中的FeSO4還原為Mn2+,其中MnO2參與反應(yīng)的離子方程式為 MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2OMnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O。
(2)氧化時(shí)加入H2O2將Ti3+、Fe2+氧化,再加入Na2CO3調(diào)節(jié)溶液pH為1~2,生成偏鈦酸(H2TiO3)和黃鉀鐵礬[K2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,使得鈦、鉀得以脫除。
①加入Na2CO3除去鉀生成黃鉀鐵礬的離子方程式為 2K++6Fe3++4SO2-4+6CO2-3+6H2O=K2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑2K++6Fe3++4SO2-4+6CO2-3+6H2O=K2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑。
②若加入Na2CO3過多,將導(dǎo)致生成的黃鉀鐵礬沉淀轉(zhuǎn)化為 Fe(OH)3Fe(OH)3(填化學(xué)式)。
(3)氟化過程中溶液pH與鈣鎂去除率關(guān)系如圖所示。
當(dāng)2.5<pH<4.0時(shí),溶液pH過高或過低,Ca2+、Mg2+去除率都會(huì)下降,其原因是 當(dāng)pH過低酸性較強(qiáng)NH4F會(huì)生成HF,溶液中F-濃度較低,Ca2+、Mg2+去除率會(huì)下降;酸性較弱時(shí),MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配離子,MgF2、CaF2去除率會(huì)下降當(dāng)pH過低酸性較強(qiáng)NH4F會(huì)生成HF,溶液中F-濃度較低,Ca2+、Mg2+去除率會(huì)下降;酸性較弱時(shí),MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配離子,MgF2、CaF2去除率會(huì)下降。
O
2
-
8
M
n
O
-
4
SO
2
-
4
SO
2
-
4
CO
2
-
3
SO
2
-
4
CO
2
-
3
【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用.
【答案】MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;2K++6Fe3++4+6+6H2O=K2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑;Fe(OH)3;當(dāng)pH過低酸性較強(qiáng)NH4F會(huì)生成HF,溶液中F-濃度較低,Ca2+、Mg2+去除率會(huì)下降;酸性較弱時(shí),MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配離子,MgF2、CaF2去除率會(huì)下降
SO
2
-
4
CO
2
-
3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:25引用:1難度:0.3
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1.利用如下流程可從廢光盤的金屬層中回收其中的銀(金屬層中其他金屬含量過低,對(duì)實(shí)驗(yàn)影響可忽略):
已知:NaClO溶液在加熱時(shí)易分解產(chǎn)生NaCl和NaClO3;“溶解”工序發(fā)生的反應(yīng)為可逆反應(yīng)。下列說法錯(cuò)誤的是( ?。?/h2>發(fā)布:2024/12/30 15:30:1組卷:75引用:4難度:0.4 -
2.工業(yè)上利用鋅焙砂(主要成分為ZnO,含有少量CuO、As2O3、NiO等)生產(chǎn)高純ZnO的流程示意圖如圖。
(1)用足量(NH4)2SO4溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
①“浸出”前,鋅焙砂預(yù)先粉碎的目的是
②通過“浸出”步驟,鋅焙砂中的ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH3)4]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
(2)“浸出”時(shí)As2O3轉(zhuǎn)化為?!俺椤辈襟E①中用(NH4)2S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為AsO3-3
(3)“除重金屬”時(shí),加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
(4)“蒸氨”時(shí)會(huì)出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運(yùn)用平衡移動(dòng)原理解釋原因:
(5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉(zhuǎn)化為ZnCO3的離子方程式為
(6)“煅燒”步驟中,不同溫度下,ZnCO3分解的失重曲線和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
已知:ⅰ.固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%。樣品起始質(zhì)量-剩余固體質(zhì)量樣品起始質(zhì)量
ⅱ.比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積;比表面積越大,產(chǎn)品ZnO的活性越高。
①280℃時(shí)煅燒ZnCO3,300min后固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.3%,則ZnCO3的分解率為
②根據(jù)圖1和圖2,獲得高產(chǎn)率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面積>40m2?g-1)產(chǎn)品ZnO的最佳條件是
a.恒溫280℃,60~120min
b.恒溫300℃,240~300min
c.恒溫350℃,240~300min
d.恒溫550℃,60~120min
(7)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:80引用:5難度:0.5 -
3.我國青藏高原的鹽湖中蘊(yùn)藏著豐富的鋰資源,已探明的儲(chǔ)量約三千萬噸,碳酸鋰制備高純金屬鋰的一種工藝流程如圖。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是( ?。?br />
發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
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