题目内容
某科研小组设计出利用工业废酸（稀H2SO4）来浸取某废弃的氧化铜锌矿的方案，实现废物综合利用，方案如图所示．
已知：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 |
| Fe2+ | 6.34 | 9.7 |
| Fe3+ | 1.48 | 3.2 |
| Zn2+ | 6.2 | 8.0 |
（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
（2）氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下：Ksp（CuS）
（3）物质A最好使用下列物质中的
A．KMnO4 B．空气 C．HNO3 D．NaClO
（4）除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH，pH应控制在
（5）物质B可直接用作氮肥，则B的化学式是
（6）除铁后得到的Fe（OH）3可用KClO溶液在碱性环境将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂--K2FeO4，写出该反应的离子方程式
分析：流程分析：
氧化铜锌矿经废酸浸取后过滤，可得到硫酸铜、硫酸锌溶液；向酸浸液中加铁可还原出铜，经过滤可得铜和硫酸亚铁、硫酸锌的混合液；然后加入A和氨水，将亚铁转化为氢氧化铁沉淀而除去；后向滤液中加氨水等将锌离子转化为Zn2（OH）2CO3，最后焙烧，Zn2（OH）2CO3受热分解得到氧化锌．
（1）影响化学反应速率的因素有：温度、浓度、固体表面积等；
（2）相同条件下，溶解度大的物质先溶解；
（3）所用试剂能除去杂质，但不能引入新的杂质；
（4）PH的范围应使铁完全沉淀而锌不沉淀；
（5）结合题给信息利用工业废酸和氮肥考虑；
（6）从题给信息写出反应物和生成物，配平即可．
氧化铜锌矿经废酸浸取后过滤，可得到硫酸铜、硫酸锌溶液；向酸浸液中加铁可还原出铜，经过滤可得铜和硫酸亚铁、硫酸锌的混合液；然后加入A和氨水，将亚铁转化为氢氧化铁沉淀而除去；后向滤液中加氨水等将锌离子转化为Zn2（OH）2CO3，最后焙烧，Zn2（OH）2CO3受热分解得到氧化锌．
（1）影响化学反应速率的因素有：温度、浓度、固体表面积等；
（2）相同条件下，溶解度大的物质先溶解；
（3）所用试剂能除去杂质，但不能引入新的杂质；
（4）PH的范围应使铁完全沉淀而锌不沉淀；
（5）结合题给信息利用工业废酸和氮肥考虑；
（6）从题给信息写出反应物和生成物，配平即可．
解答：解：（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）．故答案为：适当升高温度（或增大酸浓度、将氧化铜锌矿粉碎等）
（2）相同条件下，溶解度大的物质先溶解；因在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下：Ksp（CuS）＜Ksp（ZnS），
故答案为：＜；
（3）除铁过程中加入A和氨水，使亚铁离子变成氢氧化铁沉淀，故A应为氧化剂，且考虑加入A不引入新的杂质．除空气外，其他试剂均可引入新的杂质．
故答案为：B
（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：3.2～6.2；
故答案为：3.2～6.2
（5）因所用废酸为硫酸，B又可作氮肥，所以B为（NH4）2SO4；
故答案为：（NH4）2SO4
（6）由题给信息可知，反应物为2Fe（OH）3、ClO-、OH-，生成物之一为FeO42-，因铁在反应中化合价升高，故氯元素的化合价降低，则另一产物为Cl-，根据元素、电子、电荷守恒配平（可知产物还有水），则方程式为：2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．
故答案为：2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．
（2）相同条件下，溶解度大的物质先溶解；因在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下：Ksp（CuS）＜Ksp（ZnS），
故答案为：＜；
（3）除铁过程中加入A和氨水，使亚铁离子变成氢氧化铁沉淀，故A应为氧化剂，且考虑加入A不引入新的杂质．除空气外，其他试剂均可引入新的杂质．
故答案为：B
（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：3.2～6.2；
故答案为：3.2～6.2
（5）因所用废酸为硫酸，B又可作氮肥，所以B为（NH4）2SO4；
故答案为：（NH4）2SO4
（6）由题给信息可知，反应物为2Fe（OH）3、ClO-、OH-，生成物之一为FeO42-，因铁在反应中化合价升高，故氯元素的化合价降低，则另一产物为Cl-，根据元素、电子、电荷守恒配平（可知产物还有水），则方程式为：2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．
故答案为：2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．
点评：本题属于化学工艺流程方面的题目．要搞清实验目的和题给信息，结合流程和题目设问正确解题，综合性较强．
练习册系列答案
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（14分））某科研小组设计出利用工业废酸（10%H2SO4）来堆浸某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO的方案，实现废物综合利用，方案如下图所示。
已知：298K时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 |
|
Fe2＋ |
6．34 |
9．7 |
|
Fe3＋ |
1．48 |
3．2 |
|
Zn2＋ |
6．2 |
8．0 |
请回答下列问题：
（1）氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS
不溶，这是由于相同温度下：Ksp（CuS） Ksp（ZnS）（选填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）你认为在除铁过程中选用下列物质中的 （填序号）作为试剂甲是比较合适的。
A．KMnO4 B．HNO3 C．H2O2 D．Cl2
（3）除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH，pH应控制在 范围之间。
（4）请写出加甲物质后，加入氨水控制调节溶液的pH下生成Fe（OH）3反应的离子方程式 。
（5）298K时，残留在乙溶液中的c（Fe3＋）在 __ mol/L以下。
[Fe（OH）3的
= 2．70×10-39]
（6）乙的溶液可直接用作氮肥，则乙的化学式是 。
（7）请写出“沉淀Zn2+”步骤中发生反应的化学方程式 。