Question

【题目】工业上利用粗ZnO(含FeO、CuO)制取金属锌的流程如下(部分步骤省略):

已知：几种离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表:

待沉淀的离子	Fe2+	Fe3+	Zn2+	Cu2+
开始沉淀时pH	6.3	1.5	6.2	5.2
沉淀完全时pH	9.7	3.2	8.0	6.4

请回答下列问题：

（1）酸浸粗氧化锌的过程中，常将粗氧化锌粉碎成细颗粒，适当增加硫酸的浓度，目的是_________。

（2）步骤A的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,并全部形成Fe(OH)3沉淀,为了暂不形成Cu(OH)2 Zn(OH)2 ,该步骤需控制溶液pH的范围是____________,该步骤中先加入H2O2充分反应后再加入氨水，写出加入H2O2的离子方程式_____________。

（3）步骤C的反应离子方程式为____________。

（4）若步骤A中加入H2O2后，室温下将溶液的pH调为4，求Fe3+ 离子浓度为_________。（已知Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-3 8）

Answer 1

【答案】加快反应速率 3. 2≤pH＜5.2 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O Cu2+ + Zn = Zn2+ + Cu 4 ×10-8

【解析】

(1)根据影响化学反应速率的因素，酸浸粗氧化锌的过程中，为了加快酸浸速率，可采取的措施有将粗氧化锌粉碎成细颗粒、适当增加硫酸的浓度、适当升高温度等，故目的是加快反应速率；

(2)氢氧化铁沉淀时的pH是1.48 ~ 3.2 ，Zn(OH)2沉淀时的pH为6.2 ~ 8.0，和Cu(OH)2沉淀时的pH为5.2~6.4，因此将Fe2+氧化为Fe3+，并全部形成Fe(OH)3沉淀，为了暂不形成Cu(OH)2、Zn(OH)2 ，该步骤需控制溶液pH的范围为3.2<pH<5.2，加入H2O2 ，发生过氧化氢氧化亚铁离子的反应，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

(3)步骤C中加入锌，发生锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，反应离子方程式为Cu2++Zn=Zn2++Cu；

(4) 若步骤A中加入H2O2后，室温下将溶液的pH调为4，c（H+）=10-4mol/L，c(OH-)=10-10mol/L，Ksp[Fe(OH)3]= c(Fe3+)c3(OH-)= c(Fe3+)× (10-10mol/L) 3=4.0×10-38，故c(Fe3+)=4.0×10-8 mol/L。