解答题-工业流程题 适中0.65 引用1 组卷140
工业上常以闪锌矿(主要成分ZnS,含Fe、Cu、Cd等元素的杂质)为原料,通过火法或湿法炼锌,两种方法都是先将闪锌矿焙烧得到以ZnO为主要成分的焙砂,再分别制得锌。具体流程如下:
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已知:
(1)火法炼锌涉及的主要反应:
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) H=﹣220 kJ· mol-1
2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g) H=﹣930 kJ· mol-1
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) H= +198 kJ· mol-1
则ZnS(s) + 2O2(g) + C(s) = Zn(g) +CO2(g) + SO2(g) 的H=_______________ 。
(2)湿法炼锌工艺中加入双氧水的目的是____________ ,调节pH的范围是________ ,滤渣1的成分是___________ (写化学式),滤渣2的成分是___________ (写化学式)。
(3)含锌废液是造成环境污染的重要原因之一。
①已知氢氧化锌和氢氧化铝性质相似。向电解后废液中加入稍过量的KOH溶液(假设其他物质不与碱反应),发生反应的离子方程式是_______________ 。
②一种生产锌的新技术碱浸—电解法的原理是:将ZnO溶于KOH溶液得到四羟基合锌酸钾[K2Zn(OH)4]溶液,再电解该溶液即获得金属锌。用石墨电极电解时阴极的反应式是___________ 。
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已知:
Fe3+ | Zn2+ | Cu2+ | Fe2+ | Cd2+ | |
开始沉淀的pH | 1.1 | 5.9 | 4.7 | 7.6 | 6.9 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 8.1 | 6.7 | 9.6 | 9.7 |
(1)火法炼锌涉及的主要反应:
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) H=﹣220 kJ· mol-1
2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g) H=﹣930 kJ· mol-1
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) H= +198 kJ· mol-1
则ZnS(s) + 2O2(g) + C(s) = Zn(g) +CO2(g) + SO2(g) 的H=
(2)湿法炼锌工艺中加入双氧水的目的是
(3)含锌废液是造成环境污染的重要原因之一。
①已知氢氧化锌和氢氧化铝性质相似。向电解后废液中加入稍过量的KOH溶液(假设其他物质不与碱反应),发生反应的离子方程式是
②一种生产锌的新技术碱浸—电解法的原理是:将ZnO溶于KOH溶液得到四羟基合锌酸钾[K2Zn(OH)4]溶液,再电解该溶液即获得金属锌。用石墨电极电解时阴极的反应式是
18-19高二下·山东烟台·期末
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闪锌矿(主要成分ZnS,含Cd、Fe、Cu等元素杂质)是冶炼锌单质的原料,有两种常见的冶炼方式:火法炼锌和湿法炼锌。两种方法均先将闪锌矿加热焙烧,得到以ZnO为主要成分的焙砂,再分别经过两条路线得到单质锌,同时得到副产品。
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已知:
(I)相关金属单质的熔沸点
(II)几种离子生成氢氧化物沉淀的pH
请回答下列问题:
(1)写出步骤①发生的主要反应的化学方程式___________________ 。
(2)步骤②若焦炭与ZnO(s)反应生成1mol CO时吸收akJ的热量,请写出该反应的热化学方程示________________ 。
(3)步骤④中操作I的分离方法为_______ ,得到副产品粗 镉需控制温度为_____ 左右。
(4)步骤⑦需调节溶液pH为_______ ,目的是__________ 。
(5)步骤⑨以Pt为阳极、Al为阴极进行电解的化学方程式为__________ 。
(6)分别取闪锌矿200kg,通过火法炼锌得到Zn的质量为65kg,通过湿法炼锌得到Zn的质量为78kg,闪锌矿中ZnS的质量分数约为________ 。
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已知:
(I)相关金属单质的熔沸点
金属单质 | Zn | Fe | Cu | Cd |
熔点(K) | 693 | 1812 | 1356 | 594 |
沸点(K) | 1180 | 3023 | 2840 | 1040 |
(II)几种离子生成氢氧化物沉淀的pH
开始沉淀pH | 完全沉淀 pH | |
Fe3+ | l.l | 3.2 |
Zn2+ | 5.9 | 8.9 |
Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
Cd2+ | 6.9 | 9.6 |
请回答下列问题:
(1)写出步骤①发生的主要反应的化学方程式
(2)步骤②若焦炭与ZnO(s)反应生成1mol CO时吸收akJ的热量,请写出该反应的热化学方程示
(3)步骤④中操作I的分离方法为
(4)步骤⑦需调节溶液pH为
(5)步骤⑨以Pt为阳极、Al为阴极进行电解的化学方程式为
(6)分别取闪锌矿200kg,通过火法炼锌得到Zn的质量为65kg,通过湿法炼锌得到Zn的质量为78kg,闪锌矿中ZnS的质量分数约为
金属回收与利用有利于环境保护。以某废渣(主要含Cd,还含少量Zn、Cu、Fe、Co等单质)为原料回收Cd,工艺流程如图所示:
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已知几种金属离子沉淀的pH如表所示。
请回答下列问题:
(1)“酸浸”中加入稀硫酸,充分反应后过滤得到滤渣1的主要成分是_______ (填化学式)。
(2)“除钴”时,向含Co2+的浸液中加入Zn和Sb2O3,恰好产生CoSb合金,写出该反应的离子方程式:_______ 。若将该反应设计成原电池,锌在_______ 极发生反应。
(3)“除铁”时,先加入KMnO4氧化Fe2+ ,后加ZnO调溶液pH。加入ZnO调节溶液pH的范围为_______ 。 过滤,得滤渣2为MnO2和_______ (填化学式)。
(4)“电解”过程中以石墨为电极得到粗镉的电解总反应的化学方程式为_______ 。
(5)已知:常温下,Ksp[Cd(OH)2]≈2.0×10-16.如果用生石灰处理含Cd2+的电解废液,当pH=10时,c(Cd2+)=_______ mol/L。
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已知几种金属离子沉淀的pH如表所示。
离子 | Fe3+ | Fe2+ | Cd2+ |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.2 |
完全沉淀的pH | 3.3 | 9.9 | ? |
请回答下列问题:
(1)“酸浸”中加入稀硫酸,充分反应后过滤得到滤渣1的主要成分是
(2)“除钴”时,向含Co2+的浸液中加入Zn和Sb2O3,恰好产生CoSb合金,写出该反应的离子方程式:
(3)“除铁”时,先加入KMnO4氧化Fe2+ ,后加ZnO调溶液pH。加入ZnO调节溶液pH的范围为
(4)“电解”过程中以石墨为电极得到粗镉的电解总反应的化学方程式为
(5)已知:常温下,Ksp[Cd(OH)2]≈2.0×10-16.如果用生石灰处理含Cd2+的电解废液,当pH=10时,c(Cd2+)=
铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质。湿法炼锌产生的铜镉渣用于生产金属镉的工艺流程如下:
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表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1)。
(1)酸浸时粉碎铜镉渣的目的是_______ 。
(2)操作Ⅰ产生的滤渣Ⅰ的主要成分为_______ (填化学式)。
(3)①操作Ⅲ中先加入适量H2O2,发生反应的离子方程式为_______ 。
②再加入ZnO控制反应液的pH,pH范围为_______ 。
③若加入的H2O2不足,加入ZnO后所得的电解液中会含有Fe2+。请设计实验方案加以鉴别:_______ 。
(4)处理含Cd2+废水时常向其中加入碳酸钙实现沉淀转化,该沉淀转化反应的离子方程式为_______ ;除去工业废水中的Cd2+时,若反应达到平衡后溶液中c(Ca2+)=0.1 mol·L-1,则溶液中c(Cd2+)=_______ mol·L-1[已知25℃,Ksp(CdCO3)=5.6×10-12,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]。
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表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1)。
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cd(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.2 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.9 | 9.5 |
(1)酸浸时粉碎铜镉渣的目的是
(2)操作Ⅰ产生的滤渣Ⅰ的主要成分为
(3)①操作Ⅲ中先加入适量H2O2,发生反应的离子方程式为
②再加入ZnO控制反应液的pH,pH范围为
③若加入的H2O2不足,加入ZnO后所得的电解液中会含有Fe2+。请设计实验方案加以鉴别:
(4)处理含Cd2+废水时常向其中加入碳酸钙实现沉淀转化,该沉淀转化反应的离子方程式为
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