硫酸锌是制备荧光粉的原料之一.工业上用锌白矿(主要成分是ZnO,还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)制备ZnS
(1)浸取过程中,为提高浸出效率可采用的措施有,可将矿石粉碎或提高浸取时的温度,或适当增大酸的浓度等,ZnO与稀硫酸反应的化学方程式为ZnO+H2SO4(稀)═ZnSO4+H2O,
故答案为:将矿石粉碎(或提高浸取时的温度,或适当增大酸的浓度等合理答案均可);ZnO+H2SO4(稀)═ZnSO4+H2O;
(2)锌能和铜离子反应生成锌离子和铜,除去了铜离子,
故答案为:除去Cu2+;
(3)Fe2+能被H2O2氧化生成Fe3+,H2O2被还原成水,方程式为:H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O,
故答案为:H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O;
(4)Fe3+水解反应的平衡常数表达式K=
| c3(H+) |
| c(Fe3+) |
故答案为:
| c3(H+) |
| c(Fe3+) |
| (12分) (1)将矿石粉碎或提高浸取温度或适当增加酸的浓度等(2分) ZnO+H 2 SO 4 =ZnSO 4 +H 2 O(2分) (2)除去Cu 2+ (2分) (3)H 2 O 2 +2Fe 2+ +2H + =2Fe 3+ +2H 2 O(2分) (4)c 3 (H + )/c(Fe 3+ ) (2分) 防止生成Zn(OH) 2 (2分) |
| 试题分析:(1)浸出步骤硫酸同固体废料中主要成份反应,从化学反应速率和化学平衡的影响因素来看,可通过升高温度提高硫酸锌的溶解度,或通过搅拌使反应物充分接触反应,或通过过滤后滤渣多次浸取以提高转化率,故答案为:适当提高反应温度、增加浸出时间(或其他合理答案);ZnO和硫酸反应的化学方程式为ZnO+H 2 SO 4 =ZnSO 4 +H 2 O,故答案为: ZnO+H 2 SO 4 =ZnSO 4 +H 2 O;⑵加入锌粉,发生以下反应:Zn+2H + =Zn 2 + +H 2 ↑,Zn+2Fe 3 + =2Fe 2 + +Zn 2 + ,Fe+Cu 2 + =Cu+Zn 2 + ,Zn过量后:Fe 2 + +Zn=Fe+Zn 2 + ,所以题目中加入适量的锌粉,②除去Cu 2 + ,答案:除去Cu2 + ;⑶H 2 O 2 将Fe 2 + 氧化成Fe 3 + 便于在pH较低的条件下,利用水解除去Fe 3 + ,答案:H 2 O 2 +2Fe 2+ +2H + =2Fe 3+ +2H 2 O;⑷根据水解方程式Fe 3 + +3H 2 O Fe(OH) 3 +3H + ,写出平衡常数K= c 3 (H + )/c(Fe 3+ ) ;Ca(OH) 2 不能过量的原因是:Fe 3 + 在pH为1.1―3.2时沉淀,pH在5.9―8.9时Zn 2 + 沉淀,答案:c 3 (H + )/c(Fe 3+ );防止生成Zn(OH) 2 。 |
硫化锌的化学式是ZnS。
硫化锌是一种无机化合物,化学式为ZnS,为白色或微黄色粉末,见光色变深。在干燥空气中稳定,久置湿空气中或含有水分时,渐氧化为硫酸锌。
化学性质
久置潮湿空气中转变为硫酸锌。一般由硫化氢与锌盐溶液作用而得。若在晶体ZnS中加入微量的Cu、Mn、Ag作活化剂,经光照后,能发出不同颜色的荧光。
用作分析试剂、涂料、制油漆、白色和不透明玻璃,充填橡胶、塑料,以及用于制备荧光粉。
以上内容参考:百度百科-硫化锌
分子式(Formula): ZnS 分子量(Molecular Weight): 97.43
CAS No.: 1314-98-3
白色或微黄色粉末。在H2S气体中灼烧即转变为晶体。α变体为无色六方晶体,密度3.98g/cm3,熔点1700±28℃(202.66千帕--20大气压);β变体为无色立方晶体,密度4.102g/cm3,于1020℃转化为α型。存在于闪锌矿中。 不溶于水、易溶于酸。见阳光色变暗。久置潮湿空气中转变为硫酸锌。一般由硫化氢与锌盐溶液作用而得。若在晶体ZnS中加入微量的Cu、Mn、Ag做活化剂,经光照后,能发出不同颜色的荧光。用作分析试剂、涂料、制油漆、白色和不透明玻璃,充填橡胶、塑料,以及用于制备荧光粉。由硫跟锌共热制得。
相对密度4.087。
熔点1700℃。
导热系数25.1w/(m·K),
热膨胀系数(体积):100℃,0.163;200℃,0.395;400℃,0.919;800℃,2.146。
Β型硫化锌为立方结晶。白色至灰白色或黄色粉末。相对密度4.102,熔点l700℃。热膨胀系数(体积):100℃,0.156;200℃,0.386;400℃,0.898;800℃,1.996。在空气中能缓慢氧化成硫酸盐。晶型转变温度1020℃。
硫化锌是白色至灰白或浅黄色粉末。见光色变深。在干燥空气中稳定,久置湿空气中或含有水分时,渐氧化为硫酸锌。
硫化锌能溶于稀无机酸,可溶于碱,不溶于水,有刺激性。主要用作分析试剂、涂料、制油漆、白色和不透明玻璃,充填橡胶、塑料,以及用于制备荧光粉。
物理性质
白色或微黄色粉末。在H2S气体中灼烧即转变为晶体。α变体为无色六方晶体,密度3.98g/cm3,熔点1700℃;β变体为无色立方晶体,密度4.102g/cm3,于1020℃转化为α型。存在于闪锌矿中。不溶于水、易溶于酸。见阳光色变暗。
化学性质:
久置潮湿空气中转变为硫酸锌。一般由硫化氢与锌盐溶液作用而得。若在晶体ZnS中加入微量的Cu、Mn、Ag作活化剂,经光照后,能发出不同颜色的荧光。用作分析试剂、涂料、制油漆、白色和不透明玻璃,充填橡胶、塑料,以及用于制备荧光粉。
硫化锌是白色至灰白或浅黄色粉末。见光色变深。在干燥空气中稳定,久置湿空气中或含有水分时,渐氧化为硫酸锌。溶于稀无机酸,可溶于碱,不溶于水。相对密度3.98(α型),(d25)4.102(β型)。有刺激性。主要用作分析试剂、涂料、制油漆、白色和不透明玻璃,充填橡胶、塑料,以及用于制备荧光粉。由硫跟锌共热制得。硫化锌具有优良的荧光效应及电致发光功能,纳米硫化锌更具有独特的光电效应,在电学、磁学、光学、力学和催化等领域呈现出许多优异的性能,因此纳米硫化锌的研究引起了更多人的重视,