组卷网 > 高中化学综合库 > 认识化学科学 > 氧化还原反应 > 氧化还原反应综合分析 > 氧化还原反应方程式的配平
题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:344 题号:16039493
ZnO是一种难溶于水的白色固体,在化学工业中主要用作橡胶和颜料的添加剂,医药上用于制软膏、橡皮膏等。工业上可由菱锌矿(主要成分为ZnCO3,还含有Ni、Cd、Fe、Mn等元素)制备。工艺如图所示:

相关金属离子[c(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+Mn2+Ni2+
开始沉淀的pH1.56.36.27.48.16.9
沉淀完全的pH2.88.38.29.410.18.9

已知:
①“溶浸”后的溶液pH=1,所含金属离子主要有:Zn2+、Fe2+、Cd2+、Mn2+、Ni2+
②弱酸性溶液中KMnO4氧化Mn2+时,产物中含Mn元素物质只有MnO2
③氧化性顺序:Ni2+>Cd2+>Zn2+
回答下列问题:
(1)①“溶浸”过程中,为了提高浸出率,可采取的措施是_______。(写一条即可)
②“调pH”是向“溶浸”后的溶液中加入少量_______(填化学式)调节至弱酸性(pH约为5),“调pH”的目的是_______
(2)“滤渣2”的化学成分为_______(写化学式);用离子方程式表示“氧化除杂”时KMnO4溶液与Mn2+的反应原理_______
(3)“还原除杂”除去的离子是_______;加入的还原剂是_______
(4)“沉锌”时生成碱式碳酸锌[ZnCO3·2Zn(OH)2·2H2O]沉淀,分析测得1kg该沉淀“高温灼烧”后获得ZnO0.670kg。则“高温灼烧”过程中原料的转化率为_______

相似题推荐

解答题-实验探究题 | 适中 (0.65)
【推荐1】某兴趣小组用二氧化锰(MnO2)和草酸晶体(H2C2O4•2H2O)为原料制备碳酸锰(MnCO3),按如图流程开展了实验:   
已知:①碳酸锰几乎不溶于水,不溶于醇,溶于稀无机酸;受热易分解。
②Mn(Ⅳ)在酸性条件下易被还原为Mn(Ⅱ),Mn(Ⅱ)在碱性条件下易被氧化为Mn(Ⅳ)。
请回答:
(1)加入稀硫酸的作用是____
(2)步骤Ⅰ:反应的离子方程式是____
(3)下列操作中正确的是____
A.步骤Ⅱ将滤纸放入布氏漏斗内,用蒸馏水润湿滤纸
B.步骤Ⅳ不宜烘干,可以选用减压干燥
C.边搅拌边缓慢滴加饱和碳酸氢铵溶液,避免局部碱性过大使Mn(II)氧化
D.步骤Ⅳ用乙醇作为洗涤剂,洗涤结束后,将固体迅速转移并进行后续操作
(4)步骤Ⅳ抽滤、洗涤操作可用如图装置进行,打开活塞K,打开抽气泵,转移固液混合物,关闭活塞K,确认抽干,进行洗涤。请给出洗涤的操作排序(洗涤操作只需考虑一次):a→c→(____)→(____)→(____)→(____)→将产品转至干燥器。____

a.打开活塞K       b.关闭活塞K       c.加洗涤剂洗涤        d.打开抽气泵        e.关闭抽气泵        f.确认抽干
(5)用吸光光度法确定MnCO3产品纯度:通过对比样品溶液与标准溶液的吸光度测产品的纯度。准确称取Wg产品,用稀硝酸溶解,加入足量过二硫酸铵溶液作氧化剂,以硝酸银作催化剂,加热,反应方程式如下:
MnCO3+2HNO3=Mn(NO3)2+CO2↑+H2O
Mn(NO3)2+5(NH4)2S2O8+8H2O=2HMnO4+5(NH4)2SO4+5H2SO4+4HNO3
反应结束用蒸馏水定容至100mL,取10mL至比色管中,测得溶液中MnO的吸光度为A,A=kc(k为常数,c为浓度),则MnCO3产品纯度是____(用含W、A、k的式子表示)。取待测液于比色管中时,移液管未润洗,测得产品纯度将____(填“偏高”或“偏低”或“无影响”)。
2022-04-08更新 | 430次组卷
解答题-工业流程题 | 适中 (0.65)
解题方法
【推荐2】钒酸钇(YVO4)广泛应用于光纤通信领域,一种用废钒催化剂(含V2O5、K2O、SiO2、少量Fe2O3)制取YVO4的工艺流程如下:
   
已知:V2O2(OH)4既能与强酸反应,又能与强碱反应。回答下列问题:
(1)V2O2(OH)4中V元素的化合价为_______
(2)“还原酸浸”时,钒以VO2+浸出,“浸出液”中还含有的金属离子是___________。V2O5被还原的离子方程式为__________________________
(3)常温下,“钒、钾分离”时,pH对钒的沉淀率的影响如图所示:
   
pH>7时,随pH增大钒的沉淀率降低的原因可能是_________________
(4)常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数[lgc(V)]与pH关系如图。pH=4时增大钒粒子总浓度,粒子间转化反应的离子方程式为___________
   
(5)结合“碱溶”和“沉钒”可知,ClO、VO氧化性更强的是_____,“沉钒”时发生反应的化学方程式为____________________________________
(6)某废钒催化剂中V2O5的含量为26.0%,某工厂用1吨该废钒催化剂且用该工艺流程生产YVO4,整个流程中V的损耗率为30%,则最终得到YVO4_______kg。
2023-09-16更新 | 93次组卷
解答题-实验探究题 | 适中 (0.65)
【推荐3】氮化铬(CrN)是一种良好的耐磨材料,难溶于水。实验小组用无水氯化铬(CrCl3)与氨气在高温下反应制备CrN,反应原理为CrCl3+NH3CrN+3HCl。已知:CrCl3溶于水,形成显紫色的[Cr(H2O)63+离子;高温下升华。回答下列问题:
(1)制备无水氯化铬并测定氯化铬晶体(CrCl3·xH2O)中结晶水的含量。将石英玻璃管(带端开关K1和K2,设为装置A)称重,记为m1 g。将适量氯化铬晶体装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。

①将下列实验操作步骤正确排序____(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。
a.点燃酒精灯,加热                           b.熄灭酒精灯              c.关闭K1和K2
d.打开K1和K2,缓缓通入N2              e.称量A                    f.冷却至室温
②根据实验记录,计算氯化铬晶体中结晶水数目x =_____________(列式表示)。
③下列情况有可能造成测定的x值偏大的是___________ (填序号)。
a.加热晶体的时间较长,温度过高
b.熄灭酒精灯后立即关闭K1和K2
c.氯化铬晶体中含有加热时不分解的杂质
(2)制备氮化铬。实验小组设计制备氮化铬的装置如下图所示(夹持与加热装置省略)。

①盛放浓氨水的仪器名称是________
②装置D的作用是________
(3)①请设计实验验证制得的CrN中是否含有CrCl3________
②若无水CrCl3完全反应,但制得的CrN中含有少量Cr2N杂质,取样品14.38g在空气中充分进行高温加热,得固体残渣Cr2O3的质量为16.72g,则样品中CrN的质量分数为___(结果保留3位有效数字)。
2020-10-12更新 | 217次组卷
共计 平均难度:一般