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题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:213 题号:19052834
纳米氧化锌具有颗粒微小,比表面积大,分散性好,疏松多孔等物理特性和极强的化学活性,目前已广泛用于橡胶、陶瓷、催化剂、涂料和磁性材料的辅助生产。以铜转炉烟灰为原料,采用浸取、均相沉淀、干燥煅烧等工艺制备纳米氧化锌的工艺方法过程简单,生产成本低。具体流程如下:
   
已知某铜转炉烟灰化学成分百分含量分析如下表:
铜转炉烟灰主要化学成分分析结果   %
CuZnPbFe( Ⅱ)As
10.308.7519.072.514.68
以上金属元素在铜转炉烟灰中均以硫酸盐和氧化物形式存在,砷以砷酸盐形式存在。
流程中涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:
离子Cu2+Zn2+Fe2+Fe3+
Ksp2.2× 10-206.7×10-178.0×10-164.0×10-38
请回答下列问题:
(1)“浸取”温度应选择40℃左右为宜。温度高于40℃ ,浸出率随温度升高而降低的原因可能是___________
(2)若“浸取”所得滤液中锌元素以[Zn(NH3)4]2+形式存在,则浸取时ZnO发生反应的离子方程式为___________
(3)在“沉降”过程中,FeCl3做沉淀剂可起到两点作用,一是与砷酸根结合生成FeAsO4沉淀,二是___________,缩短沉降时间;
(4)用酸性高锰酸钾溶液“氧化沉降”时,需调整溶液pH=5 ,使还原产物为MnO2,滤渣2主要成分为___________
(5)“还原沉降”选用的“试剂a”为___________(填化学式);
(6)“沉锌”反应的离子方程式为___________,整个流程中可以循环利用的副产品是___________(填化学式);
(7)若想通过“干燥煅烧”得到更多活性较高的纳米氧化锌,应在“沉锌”时注意调整和Zn2+的浓度,以保证最终沉淀物粒径在1um 以下,通过下表可判断,当Zn2+的浓度恒定在0.8 mol·L-1时, 的浓度为___________沉淀物的粒径最佳。
n( )/n(Zn2+)
粒度分布质量分数1%
0.0-0.1um0.1~0.5um0.5~1.0um1.0~5.0um5.0um以上
225.338.4134.551.740.001
2.540.8250.358.370.460.001
335.255.378.21.230.001

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反应I:(主反应)
反应Ⅱ:(R为大于0的常数,下同)
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)在500K下,增大平衡产率的方法有___________(写两条)。
(2)目前应着力开发活性温度___________(填“更低”或“更高”)的催化剂。
(3)已知(K为平衡常数,、R和C均视为常数),反应Ⅰ在不同温度T下的如下表中数据:
300
600
(i)反应I的___________(填“>”或“<”)0,判断理由是___________
(ii)反应I的___________(用含常数R的式子表示)。
(4)判断时,反应___________(填“I”或“Ⅲ”)在热力学上趋势更大。
(5)在、恒压容器中加入,发生上述反应I和Ⅱ,后达平衡,平衡转化率为20%,甲醇的选择性()为50%。
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ⅰ.       
ⅱ.       
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①曲线上m、c、n三点的正反应速率由大到小的顺序为___________
时,若反应进行到5min时达到平衡,则0~5min内,___________,反应平衡常数K=___________
③下列说法正确的是___________(填标号)。
A.当混合气体的压强不再随时间改变时,该反应达到平衡
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C.降低温度,有利于提高的转化率,反应平衡常数也增大
D.加入合适的催化剂,的绝对值增大
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时间(min)


浓度(molmol-1)
01020304050
NO1.000.520.360.360.540.54
CO200.240.320.320.480.48
N200.240.320.320.480.48
①0到10min内,NO的平均反应速率v(NO)=___________mol·L1·min1
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a.容器内压强b.混合气体的平均摩尔质量c.混合气体的密度
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