问题详情:
某兴趣小组用废旧镀锌铁皮按下列流程制备七水硫*锌(ZnSO4·7H2O)
相关信息如下:
①金属离子形成*氧化物沉淀的pH,如图A所示。
②ZnSO4的溶解度(物质在100g水中溶解的质量)随温度变化曲线如图B所示。
请回答:
(1)为提高镀锌铁皮中金属离子的浸出率,除了可适当增加硫*的浓度,还可以采取的措施有:_______(任写一条)。
(2)步骤Ⅱ中需加入过量H2O2,请用离子方程式表示H2O2的作用________。
(3)步骤Ⅲ中调节pH范围为_______,调节pH宜选用的试剂为_______。
A.稀硫* B.*氧化锌 C.*氧化* D.氧化锌
(4)检验步骤Ⅲ所得滤液中是否含有Fe3+可采用的实验方法是_______。
(5)步骤Ⅳ需要用到下列所有*作:a.蒸发至溶液出现晶膜 b.在60℃蒸发溶剂 c.冷却至室温 d.在100℃蒸发溶剂 e.过滤
请给出上述*作的正确顺序______(*作可敢复使用)。
(6)步骤V中,某同学采用不同降温方式进行冷却结都,测得ZnSO4·7H2O颗粒大小分布如图所示。根据该实验结果,为了得到颗粒大小相对均的较大晶粒,宜选择______方式进行冷却结晶。
A.快速降温 B.级慢降温 C.变速降温
(7)ZnSO4可用于制备金属锌。用锌和高铁*钾制成的高铁碱*电池,能储存比普通碱*电池多50%的电能,已知该电池的总反应是2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2。该电池正极反应式是________。
【回答】
将镀锌铁皮粉碎或加热或搅拌 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 3.8≤pH<6.4 BD 取少量滤液,向其中滴加KSCN溶液,若溶液变为红*,则说明滤液中含有Fe3+,否则不含 dabace C 2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-
【分析】
由题给流程图可知,镀锌铁皮中加入稀硫*,锌和铁与稀硫*反应生成硫*锌和硫*亚铁,过滤得到含有硫*锌和硫*亚铁的滤液;向滤液中加入过量双氧水,双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,加入*氧化锌或氧化锌调节溶液pH使铁离子转化为沉淀而除去,过滤得到含有硫*锌的滤液;由图B可知,控制蒸发温度、冷却结晶得到粗硫*锌晶体;粗硫*锌晶体通过重结晶*作获得七水硫*锌晶体。
【详解】
(1)为提高镀锌铁皮中金属离子的浸出率,除了可适当增加硫*的浓度,还可以采取加热升高反应温度、粉碎镀锌铁皮和搅拌等措施,故*为将镀锌铁皮粉碎或加热或搅拌;
(2)步骤Ⅱ中加入过量H2O2的目的是将亚铁离子氧化为铁离子,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故*为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)由图A可知,步骤Ⅲ中加入*氧化锌或氧化锌调节溶液3.8≤pH<6.4,使Fe3+完全沉淀而又不使Zn2+沉淀,故*为3.8≤pH<6.4;BD;
(4)Fe3+与KSCN溶液反应生成血红*的硫*化铁溶液,检验步骤Ⅲ所得滤液中是否含有Fe3+应选用KSCN溶液,*作方法为取少量滤液,向其中滴加KSCN溶液,若溶液变为红*,则说明滤液中含有Fe3+,否则不含,故*为取少量滤液,向其中滴加KSCN溶液,若溶液变为红*,则说明滤液中含有Fe3+,否则不含;
(5)由图B可知,要从溶液中得到粗产品,首先加热蒸发,直到出现晶膜,达到饱和状态并除去部分溶剂;因60℃时产品的溶解度最大,故接着在60℃下蒸发溶剂,并出现晶膜,达到饱和状态,接着冷却至室温,使产品析出,最后过滤,使固液分离,得到粗产品,故*作的正确顺序为dabace,故*为dabace;
(6)结合图象可知在变速降温的情况下得到的颗粒较大,*选C,故*为C;
(7)由电池总反应方程式可知,高铁*根在正极上放电发生还原反应生成Fe2O3,电极反应式为2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-,故*为2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-。
【点睛】
本题考查化学工艺流程,解决本类题目的关键是分析流程中的每一步骤,可从以下几个方面了解流程:①反应物是什么;②发生了什么反应;③该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。即抓住一个关键点:一切反应或*作都是为获得产品而服务的。
知识点:铁和铁的化合物
题型:综合题