源的同槽酸浸工艺,主要流程如下图所示回答下列问题
(1)反应Ⅰ所得滤液中含有M
、Z
、Cu、Fe、Al等金属阴离子所得滤液中含有S和______。为了提高硫酸“酸浸”时的浸出速率可进行的操作是至少两条_________。(2)若反成Ⅱ加入的锌过量还会进一步发生反应的离子方程式方为_________。(3)反应Ⅲ中加入M
O2的作用是(离子方程式表示________;反应Ⅲ中加入M
CO3、Z
CO3的作用是________________。(4)反应Ⅴ的电解总反应为M
SO4Z
SO42H2O________________。(5)M
O2和Z
可按等物质的量之比生产锌锰干电池则从生产M
O2和Z
的角度计算所用软锰矿和闪铲矿的质量比大约是______。保留小数点后两位【答案】风机等
33
2
2
2
3
3
M
O2Z
2H2SO4,写出阳极的电极反应式
1SiO2
2提高温度、适量增加硫酸浓度、将矿石粉碎或搅拌或借助鼓44HM
O22Fe2M
22Fe32H2O6M
2e2H2OM
O24H
2
3Z
Fe2Z
2Fe
5调节pH使
Fe和Al沉淀,且不引入杂质
7103
【解析】(1)因为软锰矿主要含有M
O2约70、SiO2、Al2O3,闪锌矿主要含有Z
S约80、FeS、CuS、SiO2,反应Ⅰ中加H2SO4所得滤液中含有M
、Z、Cu、Fe、Al等金属阳离子SiO2不能和H2SO4反应,所得滤液中含有S和SiO2。为了提高硫酸“酸浸”时的浸出速率可提高温度、适量增加硫酸浓度、将矿石粉碎或搅拌或借助鼓风机等方法来加快反应速率。答案:SiO2提高温度、适量增加硫酸浓度、将矿石粉碎或搅拌或借助鼓风机等。(2)若反成Ⅱ加入的锌过量还会与Fe2发生反应,反应的离子方程式方为Z
Fe2Z
2Fe
2
2233
f(3)反应Ⅲ中加入的M
O2是氧化剂,可以把Fe氧化成Fe,离子方程式为4HM
O22Fe2M
22Fe32H2O;反应Ⅲ中加入的M
CO3、Z
CO3可以和酸反应,所以可用来调节溶液的酸碱性,使Fe3和Al3沉淀,且不引入杂质。(4)反应Ⅴ的电解总反应为M
SO4Z
SO42H2O子,其电极反应式M
22e2H2OM
O24H。(5))据反应M
SO4Z
SO42H2O=M
O2Z
2H2SO4可知M
O2、Z
的物质的量之比为1:1,故可设软锰矿、闪锌矿的质量分别为x、y,得07x87:08y97=1:1,故x:y103。所用软锰矿和闪铲矿的质量比大约是103。点睛:本题考查了物质制备实验的分析判断、物质溶解性的理解应用、电解原理的应用、实验基本操作、化学计算等,题目难度较大。注意掌握该类试题的答题技巧,(1)从题干中获取有用信息,了解生产的产品。(2)然后整体浏览一下流程,基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。(3)分析流程中的每一步骤,从以下几个方面了解流r