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题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:173 题号:11357763
Zn是一种应用广泛的金属。用闪锌矿(主要成分为ZnS,还含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS、砷化合物杂质等)为原料制备ZnSO4·7H2O的流程如图所示:

①相关金属离子[c(Mn)=0.1mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+
开始沉淀的pH1.56.36.27.4
沉淀完全的pH2.88.38.29.4

②ZnSO4∙7H2O易溶于水,难溶于酒精。
回答下列问题:
(1)焙烧前应将闪锌矿粉碎,其作用是___________
(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________
(3)氧化除杂工序中加入ZnO的作用是___________
(4)制得的ZnSO4∙7H2O需洗涤,洗涤晶体时应选用的试剂为___________
(5)溶液中的Cd2可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为___________
(6)回收所得的Cd可用于制造镍镉碱性二次电池,电池工作时,正极NiO(OH)转化为Ni(OH)2的电极反应式为___________

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解答题-工业流程题 | 适中 (0.65)
【推荐1】无水氯化镨(PrCl3)是制取稀土金属镨及镨合金的主要原料,采用以下工艺流程可由孪生矿(主要含ZnS、FeS、Pr2S3、SiO2等)制备氯化镨晶体(PrCl3·6H2O)。

已知:①2FeCl3+ZnS=ZnCl2+2FeCl2+S;2FeCl3+FeS=3FeCl2+S
②该条件下,溶液中部分金属离子生成氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示:
金属离子Zn2+Fe3+Fe2+
开始沉淀时的pH5.42.27.5
沉淀完全时的pH6.43.29.0

回答下列问题:
(1)①若其他条件不变,采取下列措施能提高镨元素浸出率的有_________(填字母)。
A.适当升高溶浸温度B.适当加快搅拌速率C.适当缩短溶浸时间
②写出“溶浸”时Pr2S3发生反应的离子方程式:_________
(2)“滤渣1”的主要成分是_________
(3)在“沉淀”时加入氨水逐步调节溶液的pH至6.5,依次析出的金属离子是_________;已知Fe(OH)3在隔绝空气的条件下与FeS2混合焙烧时生成Fe3O4和S,写出该反应的化学方程式:_________
(4)①利用电解法可以生产金属镨。先将氯化镨与工业纯KCl配成二元电解质体系(PrCl3-KCl);然后置于石墨电解槽内熔化,通入直流电进行电解。电解过程中得到金属镨的电极反应式为_________
②科学家以氯化镨气溶胶为前驱体,研究了PrCl3·6H2O的高温热解机制。利用X射线衍射技术分析,其结果如下表所示:
热解温度/℃氯化镨气溶胶的热解产物
600Pr(OH)2Cl和PrOCl
700~1000Pr(OH)2Cl、PrOCl和PrO2
1100PrO2和Pr(OH)2Cl

以上热解产物中,热稳定性最差的是_________(填化学式)。氯化镨的高温热解过程主要是发生PrCl3的水解反应、Pr(OH)2Cl的脱水反应和PrOCl的氧化反应,从表中数据分析1100℃时热解产物主要为PrO2而无PrOCl的原因是_________
2022-03-29更新 | 385次组卷
解答题-工业流程题 | 适中 (0.65)
【推荐2】锡、钨、锑、稀土并称为中国的四大战略资源。工业上主要以锡石(主要成分为SnO2,含有WO3、SiO2、S、Cu、Pb、Fe等杂质)为原料制备金属锡。冶炼锡的主要流程如下:

通过查阅资料,获得如下信息:
a.SnO2难溶于稀盐酸;b.CaWO4难溶于水。
请回答下列问题:
(1)氧化熔烧时加快反应速率的方法有_______,气体1的主要成分为________
(2)工业中常用过量氨水吸收SO2尾气,涉及的化学方程式为______。加入10%Na2CO3溶液并焙烧的过程在工业中称为苏打熔烧,该过程中不涉及氧化还原反应,主要是将W元素以可溶盐的形式分离出来,则溶液1中溶质的主要成分是______。反应1的反应类型为_______
(3)下图是模拟电解精炼锡的装置图,请写出方框中相应物质________

(4)通过下列过程可以测定金属锡样品的纯度:将试样溶于盐酸中,加入过量的FeCl3溶液将Sn2+氧化为Sn4+,再用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+。现有金属锡样品0.613g,经上述各步反应后,共用去0.100 mol•L-1 K2Cr2O7溶液16.00 mL,则该样品中锡的质量分数为_______(假设杂质不参加反应)。
2020-07-22更新 | 48次组卷
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【推荐3】氢气是重要的清洁能源,低成本制氢是今后科研攻关的重点课题。
(1)碱金属氢化物制氢。以一种制氢储氢材料氢化钠在室温下结合制氢为例,能将反应中的部分还原成碳并放出,该反应的化学方程式为___________
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(3)不对称电解质电解制氢。以电解苯甲醇生成苯甲酸为例,其电解槽阴极区为酸性电解质进行析氢反应,阳极区为碱性电解质和苯甲醇。写出阳极发生的电极反应式:___________
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催化分解制氢的过程可描述为___________
的水溶液呈弱碱性。研究发现:向溶液中加入适量,能明显促进上述催化分解反应的进行。其原因可能是___________
2022-05-14更新 | 387次组卷
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