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實驗室研究從煉銅煙灰(主要成分為CuO、Cu2O、ZnO、PbO及其硫酸鹽)中分別回收銅、鋅、鉛元素的流程如圖。

(1)酸浸過程中,金屬元素均由氧化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,其中生成CuSO4的化學方程式為:CuO+H2SO4═CuSO4+H2O、
2Cu2O+O2+4H2SO4=4CuSO4+4H2O
2Cu2O+O2+4H2SO4=4CuSO4+4H2O
。
(2)置換過程中,鐵屑完全消耗后,銅的產(chǎn)率隨時間延長而下降,其可能原因為
鐵屑消耗后,隨時間延長,生成的Fe2+被空氣氧化為Fe3+;Fe3+與置換出的Cu反應,降低了Cu的產(chǎn)率
鐵屑消耗后,隨時間延長,生成的Fe2+被空氣氧化為Fe3+;Fe3+與置換出的Cu反應,降低了Cu的產(chǎn)率

(3)已知,25℃時,Ksp(PbSO4)=2.5×10-8;PbSO4+2Cl?PbCl2+
SO
2
-
4
。一定條件下,在不同濃度的NaCl溶液中,溫度對鉛浸出率的影響、PbCl2的溶解度曲線分別如圖1、圖2所示。

浸出后溶液循環(huán)浸取并析出PbCl2的實驗結(jié)果如下表所示。
參數(shù) 循環(huán)次數(shù)
0 1 2 3
結(jié)晶產(chǎn)品中PbCl2純度/% 99.9 99.3 98.7 94.3
①為提高原料NaCl溶液利用率,請補充完整利用酸浸渣制備化學純(純度≥98.5%)PbCl2晶體的實驗方案:取一定質(zhì)量的酸浸渣,
加入一定量5mol?L-1NaCl溶液,在90℃條件下攪拌使其充分反應,一段時間后趁熱過濾;將濾液冷卻至室溫結(jié)晶,過濾;向濾液中補充適量NaCl固體,循環(huán)浸取酸浸渣2次
加入一定量5mol?L-1NaCl溶液,在90℃條件下攪拌使其充分反應,一段時間后趁熱過濾;將濾液冷卻至室溫結(jié)晶,過濾;向濾液中補充適量NaCl固體,循環(huán)浸取酸浸渣2次
,將所得晶體洗滌、干燥。(可選用的試劑:5mol?L-1NaCl溶液,1mol?L-1NaCl溶液,NaCl固體)
②循環(huán)一定次數(shù)后的溶液中加入適量CaCl2溶液,過濾并加水稀釋至其中NaCl濃度為1mol?L-1的目的是
加入Ca2+,將
SO
2
-
4
轉(zhuǎn)化為CaSO4沉淀,避免影響后續(xù)析出PbCl2的純度,而加水稀釋NaCl濃度至1mol?L-1,使溶液中的PbCl2充分析出
加入Ca2+,將
SO
2
-
4
轉(zhuǎn)化為CaSO4沉淀,避免影響后續(xù)析出PbCl2的純度,而加水稀釋NaCl濃度至1mol?L-1,使溶液中的PbCl2充分析出

(4)ZnSO4?7H2O產(chǎn)品的純度可用配位滴定法測定。準確稱取一定量的ZnSO4?7H2O晶體加入250mL的錐形瓶中,加水約20mL。再加入2~3滴5%的二甲酚橙作指示劑、約5mL六亞甲基四胺緩沖溶液,搖勻。用已標定的0.0160mol/LEDTA溶液滴定,滴定至溶液由紅紫色變成亮黃色,即為終點(ZnSO4?7H2O與EDTA按物質(zhì)的量之比1:1反應)。實驗數(shù)據(jù)如下表:
m(ZnSO4?7H2O)/g 起始滴定管讀數(shù)/mL 終點滴定管讀數(shù)/mL
0.1692 0.20 26.50
ZnSO4?7H2O產(chǎn)品的純度為
71%
71%
(保留2位有效數(shù)字)。

【答案】2Cu2O+O2+4H2SO4=4CuSO4+4H2O;鐵屑消耗后,隨時間延長,生成的Fe2+被空氣氧化為Fe3+;Fe3+與置換出的Cu反應,降低了Cu的產(chǎn)率;加入一定量5mol?L-1NaCl溶液,在90℃條件下攪拌使其充分反應,一段時間后趁熱過濾;將濾液冷卻至室溫結(jié)晶,過濾;向濾液中補充適量NaCl固體,循環(huán)浸取酸浸渣2次;加入Ca2+,將
SO
2
-
4
轉(zhuǎn)化為CaSO4沉淀,避免影響后續(xù)析出PbCl2的純度,而加水稀釋NaCl濃度至1mol?L-1,使溶液中的PbCl2充分析出;71%
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:80引用:3難度:0.4
相似題
  • 1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
     
    ,檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    ;當pH=5時,溶液中c(Al3+)=
     
    mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    (5)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應不低于
     
    (用含a、b的表達式表示).

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:114引用:4難度:0.5
  • 2.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
     
    ,檢驗
    Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     

    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
     

    (5)煅燒A的反應方程式是
     

    (6)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應不低于
     
    (用含a、b的表達式表示).

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.5
  • 3.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
     
    ,常溫下,當pH=5時,溶液中c(Al3+)=
     
    mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.5
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