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专项提能特训(1) 氧化还原反应在工业生产中的应用
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2.利用软锰矿(主要成分为MnO2,含铁的化合物等杂质)和闪锌矿(主要成分ZnS)制得硫酸锰的流程如下:
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(1)“酸浸”时,为了缩短浸取时间,常加入少量FeSO4溶液,FeSO4的作用可能是______________________________;MnO2、ZnS与硫酸反应转变为两种硫酸盐的化学方程式:______________________________。
(2)在强酸性条件下加入MnO2氧化Fe2+的离子方程式:_________________________。
答案:(1)催化剂 4MnO2+ZnS+4H2SO4===4MnSO4+ZnSO4+4H2O
(2)MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O
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3.我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:
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相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
回答下列问题:
(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为__________________________。
(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有_______________;氧化除杂工序中ZnO的作用是__________________________________________________,若不通入氧气,其后果是_______________________________________________。
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金属离子 Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cd2+
开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4
沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4
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(3)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________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为_____________________;沉积锌后的电解液可返回__________工序继续使用。
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(4)电解ZnSO4溶液制备单质Zn时,阴极放电的是Zn2+和H+。因为溶液中的Zn2+浓度较大,所以阴极电极反应式应该是Zn2++2e-===Zn,阳极放电的是水电离出的OH-,电极反应式是2H2O-4e-===4H++O2↑。沉积锌后的溶液应该是ZnSO4和稀H2SO4,可返回到溶浸工序循环使用。
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4.(1)利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下:
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已知:ZrSiO4能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3,Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2+。
①“熔融”过程中,ZrSiO4发生反应的化学方程式为____________________________。
②滤渣Ⅲ的成分是Zr(CO3)2·nZr(OH)4。“调pH=8.0”时,所发生反应的离子方程式为___________________________________。
滤渣Ⅲ制备ZrO2的方法是______________________________________________。
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5.(2022·全国甲卷,26节选)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备,菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
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本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:
回答下列问题:
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为____________________________ ________________________________________________________。
(2)向80~90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为______________________