【答案】分析：根据已有的知识进行分析，利用金属的导热性，可以制成炊具，铁在有水和氧气并存时易生锈，防锈就是破坏铁生锈的条件，在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，氢前的金属能与酸反应生成氢气．解答：解：（1）铁制水龙头主要是利用铁的延展性，铜制火锅是利用铜的导热性，铝制易拉罐主要是利用铝的延展性，故填：②；（2）铁在有水和氧气并存时易生锈，防锈就是破坏铁生锈的条件，防止自行车生锈，可以在自行车表面刷漆，故填：铁与水和氧气并存，刷漆；（3）（I）黄铜中含有的锌，能与硫酸铜溶液反应生成铜，故A是铜，故填：Cu；（Ⅱ）滤液B中含有过量的硫酸铜和生成的硫酸锌，要除去硫酸铜，可以加入适量的锌，使锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，过滤得到硫酸锌溶液，故填：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，除去①中没有完全反应的硫酸铜；（Ⅲ）回收的铜和硫酸锌，因此可向黄铜粉末中加入适量的稀硫酸，至不再产生气泡为止，然后过滤，得到金属铜和硫酸锌溶液，故填：向黄铜粉末中加入稀硫酸至不再产生气泡，然后过滤．点评：本题考查了金属的性质和应用，完成此题，可以依据已有的知识完成．要求同学们熟记金属活动性顺序以便灵活应用．
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科目：初中化学
（2012?门头沟区二模）金属在日常生活中随处可见，研究金属的性质可以更好地利用金属．（1）某兴趣小组的同学学习了金属的性质后，在实验室找到的一种银白色金属R做如下探究：①将金属R投入稀盐酸中，金属表面有气泡冒出．则该金属R在金属活动性顺序表中排在氢的前面&（选填“前面”或“后面”）．②将金属R投入到FeSO4溶液中，金属R表面有黑色物质析出．根据上述信息，判断金属Fe、R、Cu活动性由强到弱的顺序是R＞Fe＞Cu．（2）工业生产中常用10%的稀盐酸来除铁制品表面的铁锈，写出盐酸除铁锈反应的化学方程式Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；（3）将一定量铁粉加入到硫酸锌、硫酸铜的混合液中，充分反应后过滤．滤液中的溶质一定有FeSO4、ZnSO4．（4）取一定量镁、锌、铁三种金属，分别加入溶质质量分数相等的稀盐酸，充分反应后，生成氢气的质量相等．下列做法与此结果相符的是BD（填序号）．A．相同质量的三种金属与足量的稀盐酸反应B．2.4g镁、6.5g锌、5.6g铁与足量的稀盐酸反应C．向足量的镁、锌、铁中加入稀盐酸的质量比为2：3：2D．足量的三种金属与等量的稀盐酸反应．
科目：初中化学
金属在日常生活中随处可见，研究金属的性质可以更好地利用金属．（1）铝、铁、铜是常见金属．下列生活用品中，主要利用金属导热性的是②．（2）为了达到收旧利废节能减排的目的，从含有金属镁、铁、铜的粉末中，分离和提取出重要化工原料MgSO4和有关金属，实验过程如下：请回答：（Ⅰ）金属A是Fe；金属B是Cu．（Ⅱ）操作a的名称是过滤．（Ⅲ）写出步骤②所涉及的化学反应方程式：Mg+CuSO4=MgSO4+Cu．（Ⅳ）实验步骤②中除了加入硫酸铜溶液外，还可选用的试剂是稀硫酸．
科目：初中化学
金属在日常生活中随处可见，研究金属的性质可以更好地利用金属．（1）铝、铁、铜是常见金属．按人类开始使用这三种金属的先后排序为Cu、Fe、Al（用元素符号表示）．（2）下列生活用品中，主要利用金属导热性的是②（填序号）．（3）“淬火”是金属热处理常用的方法．淬火过程中，铁在高温下和水蒸气发生反应生成四氧化三铁和一种气体单质，反应的化学方程式为&Fe3O4+4H23Fe+4H2O Fe3O4+4H2．（4）体育场馆的建设使用了大量的钢铁．在钢铁表面涂刷油漆或镀上其他金属等方法，可防止其锈蚀．上述方法所依据的原理是使铁与空气中水和氧气隔绝，而达到防止锈蚀的目的．（5）金属矿物的储量有限，而且不能再生，所以保护金属资源尤为重要．保护金属资源的有效途径是回收利用废旧金属（答出1条即可）．
科目：初中化学
（2013?密云县二模）金属在日常生活中随处可见，研究金属的性质可以更好地利用金属．（1）铝、铁、铜是常见金属．下列生活用品中，主要利用金属导热性的是②（填序号）．（2）下列汽车配件及用品中，属于合金的是A（填序号）．（3）汽车在喷漆前需将铁制品放入稀盐酸中除锈（铁锈主要成分是Fe2O3），观察到溶液变黄，有无色气泡逸出，反应的化学方程式是Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；Fe+2HCl═FeCl2+H2↑．（4）取一定量镁、锌、铁三种金属，分别加入溶质质量分数相等的稀盐酸，充分反应后，生成氢气的质量相等．下列做法能达到上述结果的是BD（填序号）．A．相同质量的三种金属与足量的稀盐酸反应B．2.4g镁、6.5g锌、5.6g铁与足量的稀盐酸反应C．向足量的镁、锌、铁中加入稀盐酸的质量比为2：2：3D．足量的三种金属与等量的稀盐酸反应．
科目：初中化学
金属在日常生活中随处可见，铁、铜、铝、锌都是常见金属．（1）下列用品中，主要应用金属导热性的是②（填序号）．（2）辩证的研究金属锈蚀问题可以帮助我们更好地利用金属，右图“取暖片”的发热过程就是利用铁生锈的原理．铁生锈的条件是铁与水和氧气并存，防止自行车生锈的措施有刷漆（写出一种即可）．（3）为了回收金属资源，从锁具加工厂的废旧黄铜粉末中（含有金属铜、锌），分离和提取出金属铜和ZnSO4溶液，其实验过程如下：请回答：（Ⅰ）A是Cu．（Ⅱ）步骤②的化学反应方程式为Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，其目的是除去①中没有完全反应的硫酸铜．（Ⅲ）为达到实验目的，整个实验过程可以简化为向黄铜粉末中加入稀硫酸至不再产生气泡，然后过滤．微观金属习题及答案_百度文库
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微观金属习题及答案
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版权所有 中国互联网新闻中心 中国供应商()废黄铜氨浸回收工艺及其微/纳米材料的制备与性能研究--《中南大学》2010年硕士论文
废黄铜氨浸回收工艺及其微/纳米材料的制备与性能研究
【摘要】：
有色资源再生产业是可持续发展战略思想和循环经济模式在有色产业中的重要体现,是当前工业发达国家重要的技术领域和产业发展方向。有色资源再生产业的基本思想是实现原生金属资源在其全生命周期内消耗、环境污染以及对人类健康危害的减量化和源头控制,因此,开展再生有色金属无害化及资源化研究是改善和优化产业发展模式的重要技术途径之一。随着微／纳米材料的研究发展,利用光催化技术治理环境污染引起了世界各国的广泛关注。作为具有独特物理、化学性能的半导体光催化材料,已成为材料科学、化学、环境科学和能源科学等领域广泛关注和研究的热点课题。
论文围绕废黄铜的资源化过程展开研究,建立了包括碱性氨浸、蒸氨、置换沉积等过程在内的环境友好且经济可行的湿法冶炼工艺,并对该工艺的相关基础理论进行了系统研究；同时,利用湿化学法合成了ZnO/TiO2-纳米管复合材料,并对合成机理及光催化机制进行探讨,通过大量实验工作,取得了一些创新性成果。
铜、锌有价金属在氨性溶液中选择性浸出的可行性是该工艺的理论基础,通过热力学分析计算并绘制Zn-NH3-H2O、Cu-NH3-H2O及Fe-NH3-H2O系的E-pH图,提出了资源化废黄铜的系统工艺,并探讨了影响各工艺的因素,得出了各工序的最佳条件,具体如下：
(1)浸出：选碳酸铵-氨水为浸出剂。通过正交实验获得最佳工艺条件：废黄铜5g、液固比=7：1(ml/g)且(NH4)2CO3过量20%、浸取催化剂(A)10ml、NH3·H2O6mol/L、浸取时间2h、温度40℃、搅拌速度300 rpm。在此条件下,有价金属Cu、Zn的浸出率分别为94.89%、94.55%。
(2)蒸氨-酸化：通过分析Zn-Cu-H20复合体系E-pH图,确定蒸氨-酸化工艺并控制溶液pH5,为置换沉积微/纳米铜粉奠定基础。
(3)置换沉积铜：选用锌粉为还原剂。置换沉积最佳工艺条件：pH=3.5、温度为40℃、时间为30 min、搅拌速度200 rpm及Zn/Cu=0.7(a.t.),铜置换率及纯度分别达到63.4%、98.5%,其一次回收率达63%。同时,通过pH调控溶液中NH3浓度获得了类似“毛荔枝”状直径约为300nm的微球铜粉,并对其形成机理进行了探讨。
采用表面化学反应法,研究了ZnO粒子表面均匀修饰TiO2纳米管复合材料的工艺条件。实验结果表明,当Zn：Ti=1：4(a.t.),NaOH乙醇浓度为0.1mol·L-1时,获得牢固附着在TiO2-纳米管表面,粒径约为2 nm的ZnO粒子。研究了ZnO粒子浓度,煅烧温度等对样品的结晶状态和形貌的影响。同时,以废黄铜提取的ZnSO4为锌源合成的Zn：Ti=1：4(a.t.)的ZnO/TiO2-纳米管复合材料在50 min内对甲基橙的降解率达95%,显示最佳的光催化活性。并探讨了ZnO增强TiO2纳米管光催化活性的机制：复合后在两者界面上形成肖特基(Schottky)势垒,肖特基势垒可以俘获光生电子,使电子和空穴处于不同的两相中,抑制电子和空穴的复合,提高了TiO2的量子效率；ZnO/TiO2纳米管复合材料由于其价带和导带位置的差异,形成了交叉能级,减小了TiO2纳米管的能带隙,增强了对可见光的吸收,因而提高了光催化活性。
【关键词】：
【学位授予单位】：中南大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2010【分类号】：TF811【目录】：
ABSTRACT5-10
第一章 文献综述10-32
1.1 引言10
1.2 有色金属铜矿资源供需状况分析10-13
1.2.1 世界及中国有色金属铜矿资源储量及分布10-11
1.2.2 世界及中国有色金属铜生产量和消费量分析11-13
1.3 有色金属材料可持续发展战略及对策13-19
1.3.1 发展有色资源再生产业14-15
1.3.2 有色金属资源循环利用及工艺概况15
1.3.3 有色金属黄杂铜资源化工艺15-18
1.3.4 有色金属生产规模的扩大与生态环境恶化之间的矛盾18-19
1.4 有色金属新型纳米功能材料研究进展19-22
1.4.1 液相还原法制备微/纳米级铜粉的研究概述19-21
1.4.2 微/纳米铜粉的应用21-22
1.5 新型半导体ZnO/TiO_2纳米管复合材料的研究现状22-29
1.5.1 TiO_2的物理化学性质22-23
1.5.2 TiO_2纳米管的制备方法23-25
1.5.3 TiO_2纳米管的形成机理25-26
1.5.4 TiO_2纳米管光催化原理26-27
1.5.5 ZnO/TiO_2复合材料研究进展27-29
1.5.6 TiO_2纳米管的应用29
1.6 本文的研究背景、科学意义与研究内容29-32
1.6.1 本文的研究背景与科学意义29-30
1.6.2 工艺流程及研究内容30-32
第二章 碱性-氨浸过程热力学理论研究32-39
2.1 Zn-NH_3-H_2O系E-pH图32-34
2.2 Cu-NH_3-H_2O系E-pH图34-36
2.3 Fe-NH_3-H_2O系E-pH图36-37
2.4 伴生元素在NH_3-H_2O浸取液中的行为37-38
2.5 本章小结38-39
第三章 碱性-氨浸工艺及其动力学研究39-52
3.1 实验原料、试剂与仪器39-40
3.1.1 原料黄杂铜成分定量分析39
3.1.2 实验试剂与仪器39-40
3.2 实验原理、方法与装置40-42
3.2.1 碱性氨浸原理40
3.2.2 实验方法与工艺流程40-41
3.2.3 实验装置41-42
3.3 氨浸工艺条件及其优化研究42-46
3.3.1 单因素条件实验42-44
3.3.2 正交实验研究44-46
3.3.3 综合实验及扩大实验46
3.4 碱性-氨浸反应动力学分析46-51
3.4.1 浸出过程动力学模型选择47-48
3.4.2 搅拌强度对扩散速率的影响48-49
3.4.3 温度对化学反应速率及扩散速率的影响49-51
3.5 本章小结51-52
第四章 蒸氨置换沉积微/纳米铜粉及机理52-67
4.1 实验部分52-54
4.1.1 药品与试剂52
4.1.2 蒸氨-置换沉积工艺流程52-53
4.1.3 实验过程53-54
4.2 蒸氨-酸化工艺条件筛选54-57
4.2.1 蒸氨原理54
4.2.2 蒸氨过程中浸取液pH值的变化54-55
4.2.3 酸化处理55-56
4.2.4 锌粉置换除铜过程平衡电势分析56-57
4.3 置换沉积工艺条件的优化57-60
4.3.1 初始温度对置换的影响57
4.3.2 锌粉用量对铜置换的影响57-58
4.3.3 pH值对置换的影响58-59
4.3.4 搅拌速度对置换的影响59
4.3.5 综合条件实验59-60
4.4 铜粉的物相与形貌特征60-63
4.4.1 铜粉的物相结构分析60-61
4.4.2 铜粉形貌分析61-62
4.4.3 不同形貌铜粉的形成机理62-63
4.5 锌置换沉积铜反应的机理分析63-66
4.5.1 锌粉置换沉积铜过程的控制步骤63-64
4.5.2 置换沉积反应的动力学方程64-65
4.5.3 氢超电压对锌粉置换沉积铜的影响65-66
4.6 本章小结66-67
第五章 ZnO表面修饰TiO_2纳米管的制备号性能研究67-83
5.1 引言67
5.2 实验部分67-69
5.2.1 实验试剂67-68
5.2.2 TiO_2纳米管的制备68
5.2.3 ZnO粒子表面修饰TiO_2-NTs的制备68
5.2.4 样品表征68
5.2.5 样品光催化活性评价68-69
5.3 水热法新制备的纳米管形貌与物相结构分析69-71
5.3.1 煅烧温度对TiO_2-NTs结晶状态的影响69-70
5.3.2 煅烧温度对TiO_2-NTs形貌的影响70-71
5.4 表面化学反应法制备ZnO粒子表面修饰TiO_2-NTs71-79
5.4.1 ZnO粒子表面修饰TiO_2-NTs的制备原理71-72
5.4.2 ZnO粒子表面修饰TiO_2纳米管的制备过程分析72-73
5.4.3 Zn含量对ZnO/TiO_2-NTs复合材料物相结构的影响73-74
5.4.4 Zn含量对ZnO/TiO_2-NTs复合材料形貌结的影响74-75
5.4.5 沉淀剂浓度对TiO_2-NTs表面ZnO沉积的影响75-76
5.4.6 ZnO/TiO_2-NTs复合材料的元素形态分析76-77
5.4.7 ZnO粒子表面修饰的TiO_2-NTs比表面积分析77
5.4.8 ZnO/TiO_2-NTs复合材料的光吸收性能分析77-79
5.5 ZnO/TiO_2-NTs复合材料光催化性能研究79-82
5.5.1 ZnO/TiO_2-NTs复合材料对甲基橙的光降解性能评价79-80
5.5.2 ZnO表面修饰增强TiO_2-NTs的光催化活性的机制分析80-82
5.6 本章小结82-83
第六章 全文总结与展望83-85
参考文献85-91
附录:攻读硕士学位期间公开发表的学术论文92
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