题目内容
【题目】某科研小组设计利用稀H2SO4浸取某废弃的氧化铜锌矿(主要成分为CuO和ZnO,其余成分既不与酸反应,也不溶解于水)的方案。部分实验流程如下：
已知:①H2O2、KMnO4是常见的氧化剂
②各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。
离子 | 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH |
Fe3+ | 1.48 | 3.2 |
Zn2+ | 6.2 | 8.0 |
请根据上述实验流程回答下列问题：
(1)在“酸浸”步骤中,为提高浸出速率,除通入空气“搅拌”外,还可采取的措施是_________,写出硫酸溶解氧化锌的化学方程式为_________________。
(2)“操作1”所需要的主要玻璃仪器有______________________,固体1的成分是___________。
(3)“氧化”的目的是将Fe2+反应生成Fe3+,以便在后续的操作中将溶液中铁元素除去从产品纯度的角度分析,氧化剂最好选用_________________(填“H2O2"或“KMnO4”)。
(4)“除铁”过程中加入氨水的目的是通过调节溶液的pH,使Fe3+沉淀而Zn2+不沉淀,pH应控制在_______范围之间。
(5)某温度下,Fe(OH)3分解得到一种铁、氧质量比为21:8的氧化物,该氧化物的化式__________________。
【答案】 升高温度(增大酸浓度、将氧化铜锌矿粉碎增大表面积等) H2SO4+ZnO=ZnSO4+H2O 漏斗、烧杯、玻璃棒 铁和铜 H2O2 3.26.2 Fe3O4
【解析】(1)影响化学反应速率的因素有多种，要提高氧化铜锌矿的酸浸速率，可采取的措施还有升高温度(增大酸浓度、将氧化铜锌矿粉碎增大表面积等)；硫酸锌和氧化锌反应生成硫酸锌和水，化学方程式为：H2SO4+ZnO=ZnSO4+H2O；(2)“操作1名称是过滤，过滤的”所需要的主要玻璃仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒；固体1是过量铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，固体1的成分是铁和铜，(2)除铁过程中加入氧化剂，使亚铁离子变成氢氧化铁沉淀，故应考虑加入加入的氧化剂不引入新的杂质。除空气外，其他试剂均可引入新的杂质，氧化剂最好选用H2O2；(4)从图表数据可知，铁离子沉淀完全的PH为3.2，锌离子开始沉淀的PH为6.2，故除铁PH范围为：3.26.2； (5)设该氧化物的化式为FexOy，则根据铁、氧质量比为21:8，可知
，
=3:4，故该氧化物的化式为：Fe3O4。
