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2020届高考化学第二轮专题复习非选择题规范练
方程式书写及化学计算类工艺流程
1、锌锰干电池是很古老的一次性电池,它的生产原料主要有软锰矿和闪锌矿。已知闪锌矿中含ZnS约80%,FeS、CuS、SiO2共约7%,其余为水分;软锰矿中含MnO2约a%,SiO2约20%,Al2O3约4%,其余为水分。科研人员开发了综合利用软锰矿和闪锌矿的同槽酸浸工艺,工艺流程如下图所示。
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ需不断搅拌,目的是____________________________。
(2)检验反应Ⅰ的滤液中含有Fe3+的试剂为________;写出反应Ⅰ中由FeS生成Fe3+的离子方程式________________。
(3)反应Ⅱ加入适量锌的作用是__________________________;
反应Ⅲ中MnO2的作用是_______________________________。
(4)已知ZnCO3、MnCO3的Ksp分别为1.4×10-10、2.2×10-11;要使反应Ⅳ之后的溶液中Zn2+、Mn2+浓度均降到1.0×10-6 mol·L-1,则溶液中残留的CO浓度至少为__________ mol·L-1。
(5)如图是Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲线,则Ⅳ中得到Na2SO4固体的操作是:将分离出MnCO3和ZnCO3后的滤液________→________→ 用乙醇洗涤→干燥。用乙醇洗涤而不用水洗的原因是__________________________________________。
解析:(1)反应Ⅰ是闪锌矿、软锰矿在硫酸中的溶解过程,搅拌是为了增大反应速率,提高原料利用率。(2)Fe3+遇KSCN溶液变成红色,遇苯酚溶液显紫色,故欲检验Ⅰ的滤液中含有Fe3+的试剂为:KSCN(或苯酚);反应Ⅰ中由FeS和MnO2在酸性溶液中反应生成
Fe3+、H2O、S、Mn2+,反应的离子方程式为2FeS+3MnO2+12H+===2Fe3++2S+3Mn2++6H2O。(3)由图可知,反应Ⅱ加入适量锌有铜析出,故反应Ⅱ是将溶液中的Cu2+还原为Cu;反应Ⅲ中加入MnO2,将Fe2+氧化成Fe3+,最终生成Fe