某興趣小組用廢舊鍍鋅鐵皮按下列流程製備七水硫*鋅(ZnSO4·7H2O)相關信息如下:①金屬離子形成*氧化物沉...
問題詳情:
某興趣小組用廢舊鍍鋅鐵皮按下列流程製備七水硫*鋅(ZnSO4·7H2O)
相關信息如下:
①金屬離子形成*氧化物沉澱的pH,如圖A所示。
②ZnSO4的溶解度(物質在100g水中溶解的質量)隨溫度變化曲線如圖B所示。
請回答:
(1)爲提高鍍鋅鐵皮中金屬離子的浸出率,除了可適當增加硫*的濃度,還可以採取的措施有:_______(任寫一條)。
(2)步驟Ⅱ中需加入過量H2O2,請用離子方程式表示H2O2的作用________。
(3)步驟Ⅲ中調節pH範圍爲_______,調節pH宜選用的試劑爲_______。
A.稀硫* B.*氧化鋅 C.*氧化* D.氧化鋅
(4)檢驗步驟Ⅲ所得濾液中是否含有Fe3+可採用的實驗方法是_______。
(5)步驟Ⅳ需要用到下列所有*作:a.蒸發至溶液出現晶膜 b.在60℃蒸發溶劑 c.冷卻至室溫 d.在100℃蒸發溶劑 e.過濾
請給出上述*作的正確順序______(*作可敢復使用)。
(6)步驟V中,某同學採用不同降溫方式進行冷卻結都,測得ZnSO4·7H2O顆粒大小分佈如圖所示。根據該實驗結果,爲了得到顆粒大小相對均的較大晶粒,宜選擇______方式進行冷卻結晶。
A.快速降溫 B.級慢降溫 C.變速降溫
(7)ZnSO4可用於製備金屬鋅。用鋅和高鐵*鉀製成的高鐵鹼*電池,能儲存比普通鹼*電池多50%的電能,已知該電池的總反應是2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2。該電池正極反應式是________。
【回答】
將鍍鋅鐵皮粉碎或加熱或攪拌 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 3.8≤pH<6.4 BD 取少量濾液,向其中滴加KSCN溶液,若溶液變爲紅*,則說明濾液中含有Fe3+,否則不含 dabace C 2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-
【分析】
由題給流程圖可知,鍍鋅鐵皮中加入稀硫*,鋅和鐵與稀硫*反應生成硫*鋅和硫*亞鐵,過濾得到含有硫*鋅和硫*亞鐵的濾液;向濾液中加入過量雙氧水,雙氧水將亞鐵離子氧化爲鐵離子,加入*氧化鋅或氧化鋅調節溶液pH使鐵離子轉化爲沉澱而除去,過濾得到含有硫*鋅的濾液;由圖B可知,控制蒸發溫度、冷卻結晶得到粗硫*鋅晶體;粗硫*鋅晶體通過重結晶*作獲得七水硫*鋅晶體。
【詳解】
(1)爲提高鍍鋅鐵皮中金屬離子的浸出率,除了可適當增加硫*的濃度,還可以採取加熱升高反應溫度、粉碎鍍鋅鐵皮和攪拌等措施,故*爲將鍍鋅鐵皮粉碎或加熱或攪拌;
(2)步驟Ⅱ中加入過量H2O2的目的是將亞鐵離子氧化爲鐵離子,反應的離子方程式爲2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故*爲2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)由圖A可知,步驟Ⅲ中加入*氧化鋅或氧化鋅調節溶液3.8≤pH<6.4,使Fe3+完全沉澱而又不使Zn2+沉澱,故*爲3.8≤pH<6.4;BD;
(4)Fe3+與KSCN溶液反應生成血紅*的硫*化鐵溶液,檢驗步驟Ⅲ所得濾液中是否含有Fe3+應選用KSCN溶液,*作方法爲取少量濾液,向其中滴加KSCN溶液,若溶液變爲紅*,則說明濾液中含有Fe3+,否則不含,故*爲取少量濾液,向其中滴加KSCN溶液,若溶液變爲紅*,則說明濾液中含有Fe3+,否則不含;
(5)由圖B可知,要從溶液中得到粗產品,首先加熱蒸發,直到出現晶膜,達到飽和狀態併除去部分溶劑;因60℃時產品的溶解度最大,故接着在60℃下蒸發溶劑,並出現晶膜,達到飽和狀態,接着冷卻至室溫,使產品析出,最後過濾,使固液分離,得到粗產品,故*作的正確順序爲dabace,故*爲dabace;
(6)結合圖象可知在變速降溫的情況下得到的顆粒較大,*選C,故*爲C;
(7)由電池總反應方程式可知,高鐵*根在正極上放電發生還原反應生成Fe2O3,電極反應式爲2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-,故*爲2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-。
【點睛】
本題考查化學工藝流程,解決本類題目的關鍵是分析流程中的每一步驟,可從以下幾個方面瞭解流程:①反應物是什麼;②發生了什麼反應;③該反應造成了什麼後果,對製造產品有什麼作用。即抓住一個關鍵點:一切反應或*作都是爲獲得產品而服務的。
知識點:鐵和鐵的化合物
題型:綜合題
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