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工業怎麼冶煉菱鋅礦

發布時間:2023-09-07 23:19:23

『壹』 硫酸鋅可作為食品鋅強化劑的原料.工業上常用菱鋅礦生產硫酸鋅,菱鋅礦的主要成分是ZnCO3,並含少量的Fe2

(1)將菱鋅礦研磨成粉可以增加反應時的接觸面積,使得反應更加充分;
(2)相對分子質量為89,組成元素是Fe、O、H,其中鐵的相對原子量為56,扣掉56剩下33,化學式中只能含有2個氧原子和1個氫原子,所以可能的組成為FeO(OH),故鐵原子、氧原子、氫原子個數比為1:2:1;
(3)氫氧化鋅與硫酸反應生成硫酸鋅和水,化學方程式為Zn(OH)2+H2SO4=ZnSO4+2H2O,此反應是兩種化合物相互交換成分生成另外兩種化合物,屬於復分解反應;
(4)由於加入的硫酸是過量的,要得到純凈的硫酸鋅溶液須除去過量硫酸,因此加入鋅粉的目的是除去剩餘的硫酸;
(5)濾液3是硫酸鋅溶液,從溶液中得到溶質可採用蒸發結晶,然後乾燥的方法;
(6)氫氧化鋅中鋅元素質量與碳酸鋅中鋅元素質量相等,故碳酸鋅中鋅元素質量為m2,根據碳酸鋅的化學式ZnCO3可求出碳酸鋅質量為

m2
65
125
=
125m2
65
,菱鋅礦粉的質量為m1,故菱鋅礦粉中碳酸鋅的質量分數最小為
125m2
65m1
×100%=
25m2
13m1
×100%
故答案為:
(1)菱鋅礦粉與鹽酸充分反應;
(2)1:2:1;
(3)Zn(OH)2+H2SO4=ZnSO4+2H2O;復分解反應;
(4)除去剩餘的硫酸;
(5)蒸發或蒸發結晶;
(6)
25m2
13m1
125m2
65m1

『貳』 工業上冶煉各種金屬都用什麼方法

根據金屬的活動性順序不同,工業上製取的方法也是各不相同。

(一)製取非常活潑的金屬,如金屬鉀,鈣,鈉,鎂,鋁等,由於它們金屬性還原性都太強,一般化學試劑很難把它們還原出來,工業上一般採用電解金屬形成的鹽或氧化物 氯化鉀,氯化鈣,氯化鈉,氯化鎂,氧化鋁的熔融物(不能有水,否則製取的金屬太活潑,會與水反應),得到金屬鉀,鈣,鈉,鎂,鋁。因為電解質除了在水溶液中可以形成自由正,負離子,在熔融時也能形成可以自由移動的正,負離子,也就是說,這五種熔融的鹽中分別含有K+,Ca2+,Na+,Mg2+,Al3+和 Cl-,O2- 。電解熔融鹽或氧化物和電解鹽溶液類似,拿電解氯化鈉熔融物作解說,根據電解的原則,負極有大量的電子吸引正離子Na+過去得電子變成金屬鈉單質。(2NaCl(熔融) =電解= 2Na↓ + Cl2↑),不過電解的成本很高。
但是,金屬鉀的金屬性和還原性極強,電解其熔融鹽需要耗去大量的電,比上述幾種金屬電解耗去的電多很多,生產成本相當高,所以工業上一般不採用電解法製取金屬鉀,由於金屬鈉的沸點比鉀的沸點高,利用高沸點金屬製取低沸點金屬,用熔融的金屬鈉和熔融的氯化鉀置換出金屬鉀,由於溫度過高,達到鉀的沸點,金屬鉀以蒸氣的形式出來。注意金屬鉀的金屬性比鈉強,反應是可逆的,要把置換出的鉀蒸氣立即導出反應容器,減小容器中鉀蒸氣的含量,使反應向正方向進行。
(1)金屬鉀
Na(熔融) + KCl(熔融) =可逆= NaCl + K(蒸氣)
(2)金屬鈣
CaCl2(熔融)=電解= Ca + Cl2↑
(3)金屬鈉
2NaCl(熔融) =電解= 2Na↓ + Cl2↑
(4)金屬鎂
MgCl2(熔融)=電解= Mg + Cl2↑
(5)金屬鋁
2Al2O3(熔融)=電解= 4Al + 3O2↑

(二)製取活潑性一般的金屬,如金屬鋅,鐵,銅等。工業上一般採用還原劑把金屬從它的氧化物或鹽溶液中還原出來,拿鐵來解說,如果是鐵的氧化物,則常用金屬鋁單質或者一氧化碳,氫氣等還原劑把鐵還原出。(Fe2O3 + 3CO =高溫= 2Fe + 3CO2)。如果是鐵的鹽溶液,則用比鐵還原性強的金屬如鋁(Al + FeCl3 = Fe + AlCl3)
(1)金屬鋅
火法冶鋅:ZnO + CO =高溫= Zn + CO2
濕法冶鋅:Mg + ZnSO4 = MgSO4 + Zn
(2)金屬鐵
火法冶鐵:Fe2o3 + 3CO =高溫= 2Fe + 3CO2 或者 Al + Fe2O3 =高溫= Fe + Al2O3
濕法冶鐵:Al + FeCl3 = Fe + AlCl3
(3)金屬銅,
火法冶銅:CuO + H2 =△= Cu + H2O
濕法冶銅:Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

(三)製取不活潑的金屬,如金屬汞,銀等。工業上一般加熱金屬氧化物使其分解成金屬單質和氧氣。拿金屬汞解說,在加熱的條件下使氧化汞分解
(1)金屬汞
2HgO =△= 2Hg + O2↑
(2)金屬銀
Ag2O =△= 2Ag + O2↑

綜上所述,工業上製取非常活潑的金屬,一般採用電解金屬鹽或金屬氧化物的熔融物(製取金屬鉀用比鉀沸點高的金屬鈉的熔融物從熔融的氯化鉀中置換出來)。製取活潑性一般的金屬一般採用還原劑把金屬從它的氧化物或鹽溶液中還原出來。製取不活潑的金屬,一般採用直接加熱金屬氧化物使其分解成金屬單質得到。

電解法耗能最多,不經濟;熱還原法其次;熱分解法需要的溫度比較低,耗能最小,能用熱分解冶煉出的金屬就盡量用此法。就是說基本上所有的金屬都能通過電解法制的,但浪費了電能,不經濟,所以工業上冶煉金屬的原則是盡量用耗能最小的,最經濟的方法。

『叄』 工業上用菱鋅礦(ZnCO3,含少量Fe2O3、SiO2及不溶於酸的雜質)為原料製取硫酸鋅,其工藝流程如圖所示:已

工業上用菱鋅礦(ZnCO3,含少量Fe2O3、SiO2及不溶於酸的雜質)為原料製取硫酸鋅,其工藝流程為:菱鋅礦主要成分為ZnCO3,含少量Fe2O3、SiO2及不溶於酸的雜質,加入稀硫酸後碳酸鋅、氧化鐵溶解,二氧化硅等不溶物形成沉澱,通過過濾可以分離出不溶物;向所得濾液中加入雙氧水將亞鐵離子氧化成鐵離子,再加入ZnO調節溶液pH,將鐵離子完全生成氫氧化鐵沉澱,通過過濾得到純凈的硫酸鋅,
(1)根據題中流程可知,通過過濾將硫酸鋅溶液和濾渣分離,則操作a的名稱為過濾;過濾是把不溶於液體的固體與液體分離的一種方法,過濾操作的裝置由鐵架台、燒杯、玻璃棒、漏斗等儀器組成,則使用的玻璃儀器為燒杯、漏斗、玻璃棒,
故答案為:過濾;燒杯、漏斗、玻璃棒;
(2)加入雙氧水目的是將亞鐵離子氧化成鐵離子,以便通過調節溶液pH將雜質除去,從而得到較純凈的硫酸鋅,反應的離子反應為:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,
故答案為:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
(3)鐵離子開始沉澱的pH為2.7,完全沉澱時的pH為3.2,鋅離子開始沉澱的pH為6.2,所以除去鐵離子且不影響鋅離子的pH范圍為3.2~6.2,故答案為:3.2~6.2.

『肆』 鉀鈣鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛氫銅貢銀鉑金,工業冶煉分別用什麼方法

鉀鈣鈉鎂鋁採用熔融電解法,如熔融電解氯化鈉制鈉和氯氣,特殊的鋁需要熔融電解氧化鋁(需添加冰晶石降低熔點);鋅鐵錫鉛銅採用熱還原法;汞銀採用熱分解法;鉑金採用物理提取法制備。

『伍』 工業上冶煉各種金屬都用什麼方法

以下是金屬冶煉方法:

K,Ca,Na,Mg,Al,| Zn,Fe,Sn.Pb.(H),Cu,| Hg,Ag,Pt,Au

可以大致分成三段
1、Al之前的金屬很活潑,用電解鹽或氧化物的方法冶煉
如,Na是電解熔融NaCl
Mg是電解熔融MgCl2
Al是電解熔融Al2O3

2、中間一段一般是熱還原法,加熱時,用合適的還原劑,如,H2、C、CO、或者較活潑的金屬Al(鋁熱反應)進行冶煉
如,H2、C、CO加熱還原CuO得到Cu,還原Fe2O3得到Fe等
Al高溫鋁熱反應冶煉Fe、Cr、Mn等金屬

3、後面的不活潑金屬可以通過直接加熱氧化物分解的方法得到金屬單質
如,HgO加熱分解成Hg和O2,就是拉瓦錫發現空氣中存在O2的經典實驗

一、電解法
金屬活動順序表中金屬的冶煉如:
2Al2O3 =冰晶石,電解= 4Al + 3O2↑
〔生成的O2與陽極炭棒反應生成CO、CO2,所以應不斷補充陽極炭棒,冰晶石(Na3AlF6)為助熔劑。〕

二、熱還原法

(1)用C(焦炭、木炭)、CO作還原劑。如:3CO + Fe2O3 =高溫= 2Fe + 3CO2
(我國是世界上冶煉鋅最早的國家,明朝宋應星在《天工開物》一書中有記載)

(2)鋁熱劑冶煉難熔的金屬
2Al + Fe2O3 == Al2O3 + 2Fe

三、加熱法

等不活潑金屬的冶煉,可用加熱其氧化物或鍛燒其硫化物的方法。如:
2HgO =加熱= 2Hg + O2↑
唐代李白的秋浦歌:爐火照天地,紅星亂紫煙。郝郎明月夜,歌曲動川寒。秋浦:在今安徽省池洲市西,當時產銀、銅。郝郎指冶煉工人。

四、物理提取

在自然界中存在,其密度很大,用多次淘洗法去掉礦粒、泥沙等雜質,便可得。劉禹錫的浪淘沙:日照澄洲江霧開,淘金女伴滿江隈。美人首飾侯王印,盡是沙中浪底來。(隈:水轉彎的地方)

五、濕法冶金

即利用溶液中發生的化學反應(如置換、氧化還原、中和、水解等),對原料中的金屬進行提取和分離的冶金過程。
如銅的冶煉:Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu

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