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FeO、CuO、SiO2等杂质)制备ZnSO4·7H2O的流程如下。
已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×1038,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×1020
(1)“滤渣1”的主要成分是_______(填化学式)。“酸浸”过程中,为了提高锌元素浸出速率,可采取的措施有:①适当提高酸的浓度,②_______(填一种)。
(2)“氧化”过程中,发生氧化还原反应的离子方程式是_______。
(3)“沉淀”过程中,加入ZnO产生Fe(OH)3沉淀的原因是_______。
(4)加入适量ZnO固体,若只析出Fe(OH)3沉淀而未析出Cu(OH)2沉淀,且测得沉淀后的溶液中c(Fe3+)=4.0×1014mol/L,此时溶液中c(Cu2+)的取值范围是_______mol/L。
(5)加入适量锌粉的作用是_______。
(6)由滤液得到ZnSO47H2O的操作依次为_______、_______、过滤、洗涤、干燥。实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有烧杯、_______、_______。
【答案】 SiO2 粉碎锌白矿或充分搅拌浆料或适当加热等 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O Fe3+在溶液中存在水解平衡:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入ZnO后,与H+反应,H+浓度减小,水解平衡正向进行,生成Fe(OH)3沉淀 <2.2×10-4 除去溶液中的Cu2+ 蒸发浓缩 冷却结晶 漏斗 玻璃棒
【解析】本题主要考查用锌白矿制备ZnSO4·7H2O的流程的评价。
(1)“滤渣1”的主要成分是不溶于稀硫酸的SiO2。“酸浸”过程中,为了提高锌元素浸出速率,可采取的措施有:①适当提高酸的浓度,②粉碎锌白矿或充分搅拌浆料或适当加热等。
(2)“氧化”过程中,发生氧化还原反应的离子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
(3)“沉淀”过程中,加入ZnO产生Fe(OH)3沉淀的原因是Fe3+在溶液中存在水解平衡:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入ZnO后,与H+反应,H+浓度减小,水解平衡正向进行,生成Fe(OH)3沉淀。
(4)c(OH-)≥(=10-8mol/L,此时溶液中c(Cu2+)=
<2.2×10-4 mol/L。
(5)加入适量锌粉的作用是除去溶液中的Cu2+。
(6)由滤液得到ZnSO47H2O的操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。
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