题目内容

【题目】硫酸锌可用于制造锌钡白、印染媒染剂等。用锌白矿(主要成分为ZnO，还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂成) 制备ZnSO4 ·7H2O的流程如下。

相关金属离了生成氢氧化物沉淀的pH (开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算）如下表：

金属离子

开始沉淀的pH

沉淀完全的pH

Fe3+

1.1

3.2

Fe2+

5.8

8.8

Zn2+

6.4

8.0

(1)“滤渣1”的主要成分为_________(填化学式）。“酸浸”过程中，提高锌元素浸出率的措施有：适当提高酸的浓度、______________(填一种)。

(2)“置换”过程中，加入适量的锌粉，除与溶液中的Fe3+，H+反应外，另一主要反应的化学方程式为__________________________。

(3)“氧化”一步中，发生反应的离子方程式为_______________________。溶液pH控制在[3.2，6.4)之间的目的是________________。

(4)“母液”中含有的盐类物质有_________ (填化学式）。

【答案】 ⑴SiO2 粉碎锌白矿（或充分搅拌浆料、适当加热等）

⑵ Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4

⑶ 3Fe2++MnO4-+7ZnO+9H+═3Fe(OH)3+MnO2+7Zn2+ 使Fe3+沉淀完全，而Zn2+不沉淀MnO4-变为MnO2沉淀，避免引入杂质

⑷ZnSO4、K2SO4

【解析】

锌白矿中加入稀硫酸浸取，ZnO、Fe2O3、CuO分别和稀硫酸反应生成ZnSO4、Fe2（SO4）3、CuSO4，SiO2和稀硫酸不反应，然后过滤，得到的滤液中含有ZnSO4、Fe2（SO4）3、CuSO4、H2SO4，向滤液中混入Zn，将Fe3+还原为Fe2+，得到Cu沉淀，然后过滤，得到的滤液中含有ZnSO4、FeSO4，向滤液中加入高锰酸钾，高锰酸钾将Fe2+氧化为Fe3+，向溶液中加入适量氧化锌，溶液pH升高，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤，得到的滤液中含有ZnSO4，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnSO47H2O。

(1)根据上述分析，“滤渣1”的主要成分为二氧化硅。浸取过程中，为提高浸出效率可采用的措施有，可将矿石粉碎或提高浸取时的温度，或适当增大酸的浓度等，故答案为：SiO2；粉碎锌白矿（或充分搅拌浆料、适当加热等）；

(2)“置换”过程中，加入适量的锌粉，除与溶液中的Fe3+，H+反应外，另一主要反应为置换铜的反应，反应的化学方程式为Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4，故答案为：Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4；

(3)根据流程图，“氧化”一步中，Fe2+能被高锰酸钾氧化生成Fe3+，高锰酸钾被还原成二氧化锰，生成是铁离子转化为氢氧化铁沉淀反应的离子方程式为3Fe2++MnO4-+7ZnO+9H+═3Fe(OH)3+MnO2+7Zn2+；溶液PH控制在[3.2，6.4)之间可以使Fe3+沉淀完全，而Zn2+不沉淀MnO4-变为MnO2沉淀，避免引入杂质，故答案为：3Fe2++MnO4-+7ZnO+9H+═3Fe(OH)3+MnO2+7Zn2+ ；使Fe3+沉淀完全，而Zn2+不沉淀MnO4-变为MnO2沉淀，避免引入杂质；

(4)根据上述分析，氧化后溶液转化含有的盐类物质有ZnSO4、K2SO4，故答案为：ZnSO4、K2SO4。

练习册系列答案
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己知：NaBiO3不溶于冷水，在碱性条件下能将Cr3+氧化为CrO42-

（1）I、II 目的是___________。

（2）实验室中操作④的名称为 _______________。

（3）己知：Ksp[Fe(OH)3]=3.0×10-39，Ksp[Al(OH)3] = 3×10-33。当 pH =5.6 时 Cr(OH)3开始沉淀。室温下，II中需调节溶液pH范围为___________ (杂质离子浓度小于1×10-6mol/L视为沉淀完全)。

（4）写出Ⅲ中发生反应的离子方程式_____________。

（5）IV中酸化是用硫酸而不用盐酸酸化，理由是_____________ (结合化学方程式回答)。

（6）写出溶液F和硫酸溶液反应的离子方程式 _________，若用足量二氧化碳通入F中，则生成的溶液中离子浓度关系为___________。

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回答下列问题：

(1)过程I中所得SO2气体可回收再利用，下列有关SO2用途的说法正确的是______。

A.工业制硫酸 B.漂白纸张 C.自来水消毒

(2)过程II中发生的反应______氧化还原反应（填“是”或“不是”)。

(3)过程V中系列操作为_______ (填化学实验基本操作名称）。

(4)①过程I中焙烧As2S3的化学反应方程式为_______________。

②过程IV中生成As2O3的离子反应方程式为_______________。

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b.分别移取25.00mL上述溶液，用0.02500 mol·L-1的I2标准溶液进行滴定（I2将AsO33-氧化为AsO43-，淀粉溶液为指示剂）。每次滴定开始时液面读数如图一所示，三次滴定结束时，I2标准溶液液面读数如图二图四所示。

①描述滴定终点的现象_____________________。

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（4）设计简单方案分离滤渣2，简述实验过程：______。

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已知：Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似，Zn(OH)2能溶于NaOH溶液。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。

Fe3+

Fe2+

Zn2+

开始沉淀的pH

1.1

5.8

5.9

沉淀完全的pH

3.0

8.8

8.9

请回答下列问题：

（1）实验中的过滤操作所用到的玻璃仪器为____________________。

（2）加入ZnO调节pH=a的目的是____________________，a的范围是___________。

（3）由不溶物E生成溶液D的化学方程式为______________________________。

（4）由溶液D制胆矾晶体包含的主要操作步骤是___________，__________，过滤。

（5）若在滤液C中逐滴加入盐酸直到过量，则产生的现象是______________________。

（6）若废旧黄铜的质量为a g，最终得到的胆矾晶体为b g，则该黄铜中铜元素的质量分数为_____________。

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（1）配制FeBr2溶液：

ⅰ.配制50mL1.0mol/LFeBr2溶液；

ⅱ.上述溶液呈淡黄色。取少量此溶液，向其中滴入KSCN溶液，变为浅红色。

①配制50mL1.0mol/LFeBr2溶液需要的玻璃容器是________________。

②由ⅱ可知，此FeBr2溶液呈黄色的原因是其中含有________，用离子方程式解释产生其原因：_______。

（2）氯气和FeBr2反应实验操作及现象如下：

据此甲同学得出结论：少量Cl2既能和Fe2+又能和Br-发生氧化还原反应。

①Cl2和Fe2+发生反应的离子方程式是________________。

②乙同学认为上述实验不能证明Cl2和Br-发生反应，理由是_____________。

③乙同学改进实验如下：在上述FeBr2溶液中加入过量铁粉，取上清液2 mL，向其中滴加3滴饱和氯水后，再加入CCl4，振荡后静置，观察现象。乙得出结论：少量Cl2只与Fe2+反应，不与Br-反应。乙得出该结论依据的实验现象是____________________。

（3）丙同学继续设计实验，探究反应过程：

①转移到大试管前CCl4液体中呈红棕色的物质是___________。

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