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从含锌矿渣中提取制备锌白(ZnO)有多种方法,其中氨一碳酸氢铵法的优点是成本低。...

从含锌矿渣中提取制备锌白(ZnO)有多种方法,其中氨一碳酸氢铵法的优点是成本低。请根据以下材料,回答问题:

材料1:某矿渣的主要成份为ZnOFe2O3PbOMnOCuOSiO2

材料2:主要反应原理:ZnO+NH4HCO3+3NH3=Zn(NH3)4CO3 + H2O,类似的也可以生成[Cu(NH3)4] 2+ [Pb(NH3)4]2+这样的络合离子,这些络合离子中的金属元素同样可以被置换出来,同时锰元素会随着金属锌一起进入浸出液中。

材料3:相关阳离子的氢氧化物的Ksp数据如表所示(室温)

阳离子

Fe2

Mn2

Pb2

Fe3

Mn4

Pb4

Ksp

8.0×1016

4.0×1014

1.2×1015

4.0×1038

1.9×1013

3.2×1066

 

材料4:可选氧化剂与还原剂:

编号

A

B

C

D

氧化剂

氯气

35%过氧化氢

过氧化钠

酸性高锰酸钾溶液

还原剂

镁粉

铝粉

碳粉

锌粉

 

材料5:基本工艺(部分):

(1)加入氧化剂最好应选择材料4中的_______(填编号);后又加入还原剂的目的是还原溶液中的[Cu(NH3)4]2+[Pb(NH3)4]2+等离子,请在材料4中选择合适的还原剂写出其中一个离子方程式_______.

(2)对滤液D的蒸发在工艺流程上也叫蒸氨,此过程中得到一种碱式盐沉淀物和两种气体,产生的气体可以在经过碱石灰处理后得到纯净而干燥的氨气。固体E经洗涤干燥后,灼烧得到产品,并产生水和CO2。则蒸氨过程中发生的化学反应方程式可表述为_______

 

B 或 【解析】 (1)碳酸氢铵浸取过程中,ZnO、PbO、CuO会溶解,而Fe2O3、SiO2不溶解,而MnO会随金属锌一起进入浸出液中,因此需要采用氧化沉淀法除去锰元素,因氯气氧化性弱于二氧化锰,故不能选用氯气作氧化剂,过氧化钠与高锰酸钾氧化过程中会引入钠离子或钾离子,因此选用双氧水氧化,可节约氧化成本并不会引入杂质,故氧化剂选用双氧水;还原剂的目的是将[Cu(NH3)4] 2+、 [Pb(NH3)4]2+中铜元素、铅元素置换出来,根据金属活动顺序以及不引入杂质可知,还原剂选用锌粉,还原过程中发生的离子反应为:或, 故答案为:B;或; (2)由题可知,“蒸氨”过程中,生成物为碱式盐沉淀Zn2(OH)2CO3、NH3、CO2,根据元素守恒以及原子守恒可知该过程的化学方程式为:, 故答案为:。  
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已知常温下:HCO3H2OH2CO3OH   Kh=2.2×108

NH3·H2ONH4OH   Kb=1.8×105

NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合,可用于浸取矿渣中ZnO。若溶液混合引起的体积变化可忽略。

(1) 0.2 mol·L-1氨水中,c(NH4+)c(OH-)c(NH3·H2O)c(H+)按从大到小的顺序排列为________;常温下,0.2 mol·L-1NH4HCO3溶液 pH________7 (选填“>”“=”)

(2) 0. 2 mol·L-1 氨水和 0. 2 mol·L-1 NH4HCO3 溶液等体积混合后(NH3 NH3·H2O算),c(NH4+)+c(NH3·H2O)=______mol·L-1

 

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I .光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业上有许多用途。制备光气的方法很多, 下列两种方法常用。

(1)方法一:工业上制备光气的原理:CO+Cl2COCl2,其中原料气CO可利用天然气在氧气中不完全燃烧生产,已知:

CH4(g)+2O2(g) =CO2(g)+2H2O(1) H = - 890.3 kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g)          H =-566 kJ·mol-1

每生产224LCO (标准状况)所放出的热量约为________ kJ

(2)方法二:实验室可用氯仿(CHCl3)与双氧水反应制备光气,同时还有一种酸性溶液生成。写出实验室制备光气的化学方程式__________

II.COCl2 的分解反应为:COCl2(g)Cl2(g)+CO(g) H =+108 kJ·mol-1 ,反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化情况如下图所示(l0min14 minCOCl2浓度变化曲线未画出):

(3)先计算第8 minCO的浓度,再计算平衡数K=________

(4)比较第2 min反应温度与第8 min反应温度T8的高低:T2_____T8(选填“ >”“< ”“=”)

(5)12 min时反应于温度T8下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=_____mol·L-1(结果保留两位小数)

 

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反应2HI(g)H2(g)+I2(g) H=Q,在4种不同条件下进行,已知起始时I2H2的物质的量为0,反应物HI的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表所示:

(1)实验1中,反应在010 min内平均速率v(HI)_______mol·L-1·min-1。仔细分析上表数据可推知Q ______0 (“>”“<”“=”)

(2)实验2中,HI的初始浓度c2 _____mol·L-1.设平衡前实验1的平均反应速率为v1,平衡前实验3的平均反应速率为v3,则v1 ____v3 (“>”“<”“=”),且 c3________mol·L-1

 

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金属氢氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。难溶性金属氢氧化物在不同pH下的溶解度[S(mol·L-1)]如图所示。

(1)pH=6时溶液中铜元素的主要存在形式是________

(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3,下列最适宜的pH 范围是_____(选填序号)。

A.<2    B.    3.54.2    C.    >6.3

(3)Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2杂质,_______(不能)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是______.

(4)可用加入氨水的方法使Cu(OH)2沉淀溶解,生成的产物之一为[Cu(NH3)4]2+。该反应的离子方程式为______.

已知一些难溶物的溶度积常数如下表:

物质

FeS

MnS

CuS

PbS

HgS

ZnS

Ksp

6.3×1018

2.5×1013

1.3×1036

3.4×1028

6.4×1053

1.6×1024

 

 

(5)某工业废水中含有Cu2Pb2Hg2,为除去这些离子,最适宜向此工业废水中加入过量的______(选填序号)。

A.NaOH       B.FeS    C.Na2S

 

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I.  XYZW为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。X可分别与YW 形成X2YX2Y2XW等共价化合物;Z可分别与YW形成Z2YZ2Y2ZW等离子化合物。

(1)Z2Y2的电子式为________

(2)写出化合物ZX与稀硫酸反应的离子方程式_______

(3)常温下,实验测得0.lmol/LX2Y2的水溶液的pH=5.4,则X2Y2在水中的电离方程式为_______

II.利用电解饱和ZW溶液及CuCl 溶液合成1 2—二氯乙烷的实验装置如图所示。

(4)离子交换膜X_________(选填)离子交换膜;该装置总反应的化学方程式为_______

(5)要生成1 mol ClCH2CH2Cl,则释放出的H2在标准状况下的体积为________L

 

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