题目内容

12.工业上利用冶炼锌产生的废渣来生产硫酸锌溶液,其工艺流程和有关资料如图
资料:氢氧化物沉淀的pH范围.
Zn(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Cu(OH)2
开始沉淀的pH5.41.53.34.2
沉淀完全的pH8.03.75.26.7
(1)用氧化铜调节pH,反应的化学方程式为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,控制pH在5.2~5.4范围内的目的是使铁离子和铝离子全部转化为氢氧化物沉淀,而锌离子不会沉淀.能否用碳酸钠代替氧化铜?理由是不能,会引入杂质钠离子; 
(2)滤液中除了硫酸锌和水,还有硫酸铜.要从滤液中回收硫酸锌溶液,写出进一步分离的实验操作.

分析 (1)氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水;根据氢氧化物沉淀的pH范围分析;根据引入杂质考虑.
(2)根据氢氧化物沉淀的pH范围分析.

解答 解:(1)氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,化学方程式为:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;根据氢氧化物沉淀的pH范围,可知控制pH在5.2~5.4范围铁离子和铝离子全部转化为氢氧化物沉淀,而锌离子不会沉淀;碳酸钠代替氧化铜,这样溶液中生成硫酸钠,这样滤液中会引入硫酸钠;
(2)根据氢氧化物沉淀的pH范围,铜离子的沉淀范围是pH在4.2~6.7;可知控制pH在5.2~5.4范围铁离子和铝离子全部转化为氢氧化物沉淀,而此时铜离子部分沉淀,所以滤液中还有硫酸铜;要除去铜离子,又不引入杂质,在滤液中加入一定量的锌粉并不断搅拌,至溶液无色,过滤,滤液即为硫酸锌溶液
故答案为:(1)①CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;②使铁离子和铝离子全部转化为氢氧化物沉淀,而锌离子不会沉淀;③不能,会引入杂质钠离子
(2)硫酸铜;在滤液中加入一定量的锌粉并不断搅拌,至溶液无色,过滤,滤液即为硫酸锌溶液.

点评 本题属于信息题的考查,侧重于考查学生的分析能力、实验能力,题目难度中等,本题注意利用金属活动性顺序的意义结合实验的目的,做题时注意把握题给信息,注重知识迁移能力的培养.

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