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【题目】硫酸锌是制造锌钡白和锌盐的主要原料,也可用于湿法电解制锌,如图为由锌灰制ZnSO4·7H2O晶体的工艺流程:

已知:①锌灰的主要成分为ZnO,还含有CuOPbOMnOFeO

滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3MnO(OH)2

请回答下列问题:

(1)MnO(OH)2Mn元素的化合价为_____________

(2)“滤渣1”的主要成分为_____________

(3)“氧化时,需控制溶液的pH=5.1Fe2+被氧化的离子方程式为_____________

(4)操作a_________、过滤、洗涤、干燥。

(5)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250 mL的锥形瓶中,加水约20 mL,再加入235%的二甲酚橙作指示剂、约5 mL六亚甲基四胺缓冲溶液,摇匀。用已标定的0.0160 mol/LEDTA溶液滴定,滴定至溶液由红紫色变成亮黄色,即为终点(ZnSO4·7H2OEDTA按物质的量之比11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_____________(保留2位有效数字)

(6)工业上采用惰性电极作阳极电解ZnSO4溶液可实现湿法炼锌,电解过程中的离子方程式为___________

【答案】+4 PbSO4 3Fe2++MnO4-+8H2O=3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H+ 蒸发浓缩、冷却结晶 71% 2Zn2++2H2O2Zn+4H+

【解析】

钡白矿(锌灰的主要成分是ZnO,还含有CuOPbOMnOFeO),加稀硫酸溶解,得到金属硫酸盐,PbSO4不溶,其余硫酸盐以溶于水,过滤,滤渣1PbSO4,滤液中含有硫酸锌、CuSO4FeSO4MnSO4,加入锌粉发生置换反应:Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4,滤渣为铜与过量的锌粉,滤液中再加高锰酸钾溶液,Fe2+MnO4-反应生成Fe(OH)3MnO(OH)2沉淀,滤渣2的主要成分为成Fe(OH)3MnO(OH)2,过滤,滤液为硫酸锌,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到ZnSO4·7H2O晶体。

(1)MnO(OH)2Mn元素的化台价为+4价;

(2)根据上述分析可知滤渣1”的主要成分为PbSO4

(3)KMnO4具有强的氧化性,Fe2+具有还原性,在pH=5.1时,Fe2+被氧化产生Fe3+与溶液中OH-结合形成Fe(OH)3沉淀,MnO4-被还原产生MnO(OH)2 ,故根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得Fe2+被氧化的离子方程式为:3Fe2++MnO4-+8H2O=3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H+

(4)滤液2主要成分是ZnSO4,由于ZnSO4的溶解度受温度的影响变化较大,所以从该溶液中得到硫酸锌晶体的操作a为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;

(5)ZnSO4·7H2OEDTA按物质的量之比11反应,根据表中数据,ZnSO4·7H2O产品的纯度为: ×100%=71%

(6)在工业上采用惰性电极作阳极电解ZnSO4溶液可实现湿法炼锌,阴极上Zn2+得到电子发生还原反应变为Zn单质,电极反应式为:Zn2++2e-=Zn,阳极上水电离产生的OH-失去电子发生氧化反应产生O2,电极反应式为:2H2O=O2↑+4H+,故电解过程中的离子方程式:2Zn2++2H2O2Zn+4H+

练习册系列答案
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【题目】类比推理是学习化学的重要的思维方法,下列陈述Ⅰ及类比推理陈述Ⅱ均正确的是(

陈述Ⅰ

类比推理陈述Ⅱ

A

单质的熔点Br2 < I2

单质的熔点Li < Na

B

工业上电解熔融的Al2O3得到铝单质

工业上电解熔融的MgO得到镁单质

C

还原性:I- > Br-

还原性:P3- > N3-

D

溶解度:CaCO3<Ca(HCO3)2

溶解度:Na2CO3<NaHCO3

A.AB.BC.CD.D

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①增加A的量,平衡向正反应方向移动

②升高温度,平衡向逆反应方向移动,v()减小

③压强增大一倍,平衡不移动,v()v()不变

④增大B的浓度,v()v()

⑤加入催化剂,B的转化率提高

A.①②B.C.D.④⑤

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①增加C的量 ②保持体积不变,充入N2使体系压强增大

③将容器的体积缩小一半 ④保持压强不变,充入N2使容器体积变大

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C.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.32mol气体X0.32mol气体Y,到达平衡时,c(Z)>0.24mol·L1

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