Question

【题目】活性氧化锌在橡胶、化工、涂料、陶瓷、医药、电子等行业有着广泛的应用，下图是以含锌铜烟尘（火法炼铜的副产品，主要成分是ZnO、CuO和FeO）制备活性氧化锌的工艺流程：
已知：含锌铜烟尘经过预处理后的主要成分是ZnO，还含有少量的CuO和Fe2O3 ．
（1）溶解池中待固体全部溶解后，加入锌粉的作用有： ①将Fe3+还原为Fe2+；
②；
③调节溶液的pH．
（2）检验溶解池中Fe3+已全部被还原为Fe2+的实验方法是 ．
（3）反应池中的温度控制在90～95℃，沉淀B为氢氧化物，反应池中所发生反应的离子方程式为 ．
（4）沉淀池中得到的沉淀化学式可以表示为aZnCO3bZn（OH）2cH2O（a、b、c均为整数）．某校化学兴趣小组的同学为了确定其组成，进行如下实验：称取3.59g沉淀进行焙烧，将焙烧过程中产生的气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，它们分别增重0.72g和0.44g．通过计算确定该沉淀的组成．（写出计算过程）

Answer 1

【答案】
（1）除去Cu2+
（2）取样，加入几滴KSCN溶液，若溶液不出现红色，则Fe3+已经全部被还原
（3）2Fe2++H2O2+4H2O═2Fe（OH）3↓+4H+
（4）解：浓硫酸吸收H2O、碱石灰吸收CO2，n（H2O）= =0.04mol、n（CO2）= =0.01mol，剩余固体为ZnO，n（ZnO）= =0.03mol，根据原子守恒得（a+b）：a：（b+c）=0.03mol：0.01mol：0.04mol=3：1：4，则a：b：c=1：2：2，所以沉淀的组成为ZnCO32Zn（OH）22H2O，

答：沉淀的组成为ZnCO32Zn（OH）22H2O．

【解析】解：含锌铜烟尘主要成分是ZnO、CuO和FeO，含锌铜烟尘经过预处理后的主要成分是ZnO，还含有少量的CuO和Fe2O3 ， 根据物质成分差别知，预处理过程中FeO被氧化生成Fe2O3 ， 向混合物中加入稀硫酸、锌粉，发生反应CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O、ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O、CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4、Fe2（SO4）3+Zn=2FeSO4+ZnSO4 ， 分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，所以操作a为过滤，滤渣A为Cu，向反应池中加入双氧水，反应池中的温度控制在90～95℃，反应池中所发生反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+4H2O═2Fe（OH）3↓+4H+ ， 然后过滤得到沉淀B为2Fe（OH）3 ， 向沉淀池中加入碳酸氢铵，得到aZnCO3bZn（OH）2cH2O沉淀，然后过滤得到沉淀和滤液A，将沉淀焙烧得到ZnO；将滤液A蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到硫酸铵晶体，（1）Zn的活泼性大于Cu，所以Zn置换出Cu而除去Cu2+ ， 所以答案是：除去Cu2+；（2）铁离子用KSCN检验，其检验方法为：取样，加入几滴KSCN溶液，若溶液不出现红色，则Fe3+已经全部被还原，所以答案是：取样，加入几滴KSCN溶液，若溶液不出现红色，则Fe3+已经全部被还原；（3）根据分析可知，反应池中所发生反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+4H2O═2Fe（OH）3↓+4H+ ， 所以答案是：2Fe2++H2O2+4H2O═2Fe（OH）3↓+4H+；