Question

工业上常回收冶炼锌废渣中的锌（含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO、Al₂O₃等杂质），并用来生产Zn(NO₃)₂·6H₂O晶体，其工艺流程为：

有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氢氧化物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Zn(OH)2
开始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2	5.4
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7	8.0

 

（1）在“酸浸”步骤中，为提高锌的浸出速率，除通入空气“搅拌”外，还可采取的措施是       。

（2）在“除杂I”步骤中，需再加入适量H₂O₂溶液，目的是将Fe²⁺氧化为      ，便于调节溶液的pH使铁元素转化为氢氧化物沉淀除去。为使Fe(OH)₃ 、Al(OH)₃沉淀完全，而Zn(OH)₂不沉淀，应控制溶液的pH范围为        ～       。检验Fe³⁺是否沉淀完全的实验操作是静置片刻，取少量上层清液，滴加             溶液，若不出现血红色，表明Fe³⁺沉淀完全。

（3）加入Zn粉的作用是除去溶液中的           。

 

Answer 1

【答案】

（6分）（1）适当升高反应温度（或增大硝酸浓度、将锌废渣粉碎等）

（2）Fe³⁺      5.2    5.4         KSCN    （3）Cu²⁺

【解析】

试题分析：（1）根据外界条件对反应速率的影响可知，适当升高反应温度（或增大硝酸浓度、将锌废渣粉碎等）可提高锌的浸出速率。

（2）双氧水具有强氧化性，所以“除杂I”步骤中，需再加入适量H₂O₂溶液将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺＝2Fe³⁺+2H₂O；由表格中的数据可知，氢氧化锌开始沉淀的pH为5.4，氢氧化铝完全沉淀的pH为5.2，则为使Fe(OH)₃、Al(OH)₃沉淀完全，而Zn(OH)₂不沉淀，应控制溶液的pH范围为5.2～5.4；又因为铁离子与KSCN反应出现血红色，则静置片刻，取少量上层清液，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明Fe³⁺沉淀完全。

（3）由流程图及离子沉淀的pH可知，滤液中还含有铜离子，所以加入Zn粉的作用除去溶液中的Cu²⁺。

考点：考查晶体的制备及混合物的分离、提纯；实验方案设计与评价等