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，为了加快酸浸速率，可采取的措施有______________ (写出一点即可)。

(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______________，该步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式为_______________________________________。

(3)步骤D的操作名称为________________________________________________。

(4)由粗ZnO制取单质锌的另一种方法是将粗ZnO（含FeO、CuO）溶于NaOH溶液，ZnO全

部转化为Na2[Zn(OH)4]溶液，该反应的化学方程式为_________________________；然后将FeO、CuO过滤除去；再用惰性电极电解该滤液，阳极上逸出无色无味气体，阴极上析出锌，则阴极电极反应式为_____________________________________________。

Answer 1

【答案】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（任写一点）3.2≤pH＜5.22Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O过滤ZnO＋2NaOH＋H2O===Na2[Zn(OH)4] [Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－

【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，故答案为：将粗氧化锌粉碎成细颗粒(或适当增加硫酸的浓度、适当升高温度等)；

(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，故答案为：3.2≤pH＜5.2；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，从混合物中分离得到铜的方法为过滤，故答案为：过滤；

(4)由粗ZnO制取单质锌的另一种方法是将粗ZnO(含FeO、CuO)溶于NaOH溶液，ZnO全部转化为Na2[Zn(OH)4]溶液，该反应的化学方程式为ZnO＋2NaOH＋H2O=Na2[Zn(OH)4]；然后将FeO、CuO过滤除去；再用惰性电极电解该滤液，阳极上逸出无色无味气体，阴极上析出锌，则阴极电极反应式为[Zn(OH)4]2－＋2e－=Zn＋4OH－，故答案为：ZnO＋2NaOH＋H2O=Na2[Zn(OH)4]；[Zn(OH)4]2－＋2e－=Zn＋4OH－。