Question

工业上采用湿法炼锌过程中，以ZnSO₄为主要成分的浸出液中，有Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Cl^-等杂质，这些杂质对下一道锌的电解工序有妨碍，必须事先除去．要将溶液中的Fe²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Fe³⁺沉淀为氢氧化物，需溶液的pH分别为9.6、7.5、5.4、3.7．数据如表所示：

金属离子	pH值
	开始沉淀	完全沉淀
Fe2+	7.6	9.6
Zn2+	7.6	8.3
Cu2+	5.8	7.5
Al3+	4.0	5.4
Fe3+	2.7	3.7

现有下列试剂：①KMnO₄；②NaOH；③ZnO；④H₂O₂；⑤Zn；⑥Fe；⑦AgNO₃；⑧Ag₂SO₄；⑨H₂SO₄
根据要求将合适的试剂的序号填入下面的空格：
（1）用

 

将Fe²⁺离子氧化成Fe³⁺离子，相应的离子方程式为

 

．
（2）用

 

调节浸出液的pH=5.5时，

 

、

 

等形成氢氧化物沉淀而除去．
（3）用

 

除去Cu²⁺和Cd²⁺离子． 用

 

除去Cl^-离子．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）依据试剂可知做氧化剂的是①④，加入高锰酸钾溶液会引入新的杂质；
（2）依据图表数据分析，实验目的是提纯锌，调节溶液PH加入的试剂需要和酸反应，但不能引入新的杂质，调节浸出液的pH=5.5时Fe³⁺Al³⁺全部沉淀；
（3）试剂中能除去Cu²⁺和Cd²⁺离子但不引入杂质，依据金属活动顺序可知选择锌可以除去；除去氯离子可以利用沉淀转化实现；

解答： 解：（1）试剂分析可知做氧化剂的是①④，加入高锰酸钾溶液会引入新的杂质，过氧化氢做氧化剂被还原为水不引入新的杂质，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案为：④；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）实验目的是湿法炼锌过程，调节溶液PH加入的试剂需要和酸反应，但不能引入新的杂质，选择锌会和杂质金属离子反应，所以选择试剂氧化锌，调节浸出液的pH=5.5时Fe³⁺Al³⁺全部沉淀；
故答案为：③；Fe³⁺Al³⁺；
（3）试剂中能除去Cu²⁺和Cd²⁺离子但不引入杂质，依据金属活动顺序可知选择锌可以除去；除去氯离子可以利用沉淀转化实现，利用氯化银溶解度小于硫酸银溶解度，加入硫酸银固体实现沉淀转化生成氯化银除去氯离子；
故答案为：⑤⑧；

点评：本题考查了物质提纯的方法和步骤分析，注意溶液PH调节的方法和试剂选择，沉淀转化的应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．