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：本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：离子Cu2+回答下列问题：

1. 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：

本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：

离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	Cu²⁺	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

回答下列问题：

(1) 菱锌矿焙烧时生成的气体的电子式。

(2) 为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有。(任意写一条即可)

(3) 加入物质X调溶液 $\text{[math]}$ ，最适宜使用的X是(填标号)。

a．NH₃·H₂O b． $\text{[math]}$ c． $\text{[math]}$

滤渣①的主要成分中全部由非金属元素组成的物质用途是。(任意写一条即可)

(4) Cu原子的价层电子排布式为。

(5) 向 $\text{[math]}$ 的滤液①中分批加入适量 $\text{[math]}$ 溶液充分反应后过滤，滤渣②中有 $\text{[math]}$ ，该步反应的离子方程式为。

(6) 滤液②中加入锌粉的目的是(用化学方程式表示)。

(7) 滤渣④与浓 $\text{[math]}$ 反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物中阴离子的空间结构为。

【考点】

氧化还原反应方程式的配平; 难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质; 物质的分离与提纯;

【答案】

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流程题困难

1. 菱锰矿主要成分为MnCO₃、SiO₂、CaMg(SiO₃)₂和少量FeCO₃ ，一种利用该矿石制取高纯二氧化锰的工艺流程如图所示：

已知：常温下，H₂CO₃的 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。回答下列问题：

(1) “研磨”的目的是。

(2) “氯化焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为。

(3) 分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是：焙烧温度为、氯化铵与锰矿粉的质量之比为、焙烧时间为。

(4) 若“沉锰”后所得滤液中 $\text{[math]}$ ， pH=6，此时溶液中 $\text{[math]}$ mol/L(保留2位有效数字)。

(5) 检验“沉锰”后得到的MnCO₃沉淀洗涤干净的方法是。

(6) 氧化焙烧是在空气中进行，写出“氧化焙烧”反应的化学方程式：。

(7) 请从流程经济效益角度出发，提出一个充分利用气体A和气体B的方案：。

流程题普通

2. 三氧化二镍 $\text{[math]}$ 是重要的电子元件和蓄电池材料，工业上利用含镍废料(主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物和 $\text{[math]}$ C等)回收镍并制备 $\text{[math]}$ 的工艺流程如下所示：

已知：ⅰ．在该实验条件下 $\text{[math]}$ 不能氧化 $\text{[math]}$ 。

ⅱ．常温时，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：

金属离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
开始沉淀时( $\text{[math]}$ )的pH	7.2	3.7	2.2	7.5
完全沉淀时( $\text{[math]}$ )的pH	8.7	4.7	3.2	9.0

ⅲ．反萃取的原理： $\text{[math]}$ 。

(1) 滤渣1的主要成分是：；“浸出”时一般会适当加热，目的是。

(2) “预处理”的操作可以选择用(填字母)来除去镍废料表面的油污。

A．纯碱溶液浸泡 B．氢氧化钠溶液浸泡 C．盐酸冲洗

(3) “氧化”时主要发生的离子反应方程式是。

(4) 请从平衡移动的角度解释“反萃取”过程中加硫酸溶液的目的。

(5) 利用上述表格数据，计算 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 。

(6) “氧化”后的溶液中 $\text{[math]}$ 浓度为 $\text{[math]}$ ，为完全除去杂质离子( $\text{[math]}$ )并得到较多产品，则“调pH”应控制的pH范围是。

(7) 有机相提取的 $\text{[math]}$ 再生时可用于制备镍氢电池，该电池充电时的总反应为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，则放电时负极的电极反应式为。

流程题普通

3. 泻盐 $\text{[math]}$ 广泛应用于临床，可以促进胃肠蠕动的作用，治疗口腔溃疡，清除体内的热毒，缓解热症。以菱镁矿渣(主要成分是 $\text{[math]}$ ，含少量 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等)为原料制备泻盐的流程如图所示。

已知：常温下，部分金属阳离子开始沉淀和完全沉淀(离子浓度小于 $\text{[math]}$ )时的 $\text{[math]}$ 如下表：

阳离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
开始沉淀时的 $\text{[math]}$	1.6	3.2	7.6	9.2
完全沉淀时的 $\text{[math]}$	3.1	4.8	9.6	10.9

回答下列问题：

(1) 为提高“酸浸”的速率，通常采用的方法有；(填写2种即可)。

(2) 写出加入 $\text{[math]}$ 时发生反应的离子方程式：。

(3) “调pH”的范围为。

(4) 已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两种物质的溶解度与温度的关系如图1所示。

“操作1”采用蒸发结晶、(填操作名称)，得到 $\text{[math]}$ 晶体。

(5) 对“操作1”的滤液进行(填操作名称)，再过滤得到 $\text{[math]}$ 晶体。

(6) $\text{[math]}$ 的热失重曲线如图2所示。

写出 $\text{[math]}$ 过程发生反应的化学方程式：；d点对应固体成分的化学式为(填标号)。

A． $\text{[math]}$ B． $\text{[math]}$ C． $\text{[math]}$ D． $\text{[math]}$

流程题困难