题目内容

硫酸锌是制备荧光粉的原料之一。工业上由锌白矿(主要成分是ZnO,还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)制备ZnSO4?7H2O的流程如下。

已知:常温下,溶液中的Fe3+、Zn2+、Fe2+以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别为:3.7,6.5,9.7。
(1)浸取过程中提高浸出效率可采用的措施有  (任答一条),
ZnO和硫酸反应的化学方程式为  。
(2)加入适量锌粉的作用为:①使溶液中的Fe3+转化为Fe2+;②  。
(3)氧化过程中H2O2发生反应的离子方程式为  。
(4)加入适量Ca(OH)2调节溶液pH,促进Fe3+水解,Fe3+水解反应的平衡常数表达式
K=  ,Ca(OH)2不能过量的原因是  。
(12分)
(1)将矿石粉碎或提高浸取温度或适当增加酸的浓度等(2分)   
ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O(2分)
(2)除去Cu2+(2分)
(3)H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O(2分)
(4)c3(H+)/c(Fe3+) (2分)   防止生成Zn(OH)2(2分)

试题分析:(1)浸出步骤硫酸同固体废料中主要成份反应,从化学反应速率和化学平衡的影响因素来看,可通过升高温度提高硫酸锌的溶解度,或通过搅拌使反应物充分接触反应,或通过过滤后滤渣多次浸取以提高转化率,故答案为:适当提高反应温度、增加浸出时间(或其他合理答案);ZnO和硫酸反应的化学方程式为ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O,故答案为: ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O;⑵加入锌粉,发生以下反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑,Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+ ,Fe+Cu2+ =Cu+Zn2+ ,Zn过量后:Fe2++Zn=Fe+Zn2+ ,所以题目中加入适量的锌粉,②除去Cu2+ ,答案:除去Cu2+;⑶H2O2将Fe2+ 氧化成Fe3+ 便于在pH较低的条件下,利用水解除去Fe3+ ,答案:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;⑷根据水解方程式Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ ,写出平衡常数K= c3(H+)/c(Fe3+) ;Ca(OH)2不能过量的原因是:Fe3+ 在pH为1.1―3.2时沉淀,pH在5.9―8.9时Zn2+ 沉淀,答案:c3(H+)/c(Fe3+);防止生成Zn(OH)2。
练习册系列答案
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酸、碱、盐是化学工作者研究的重要领域,请回答下列各小题:(1)某二元酸H2X的电离方程式是:H2X=H++HX—,HX—X2—+H+。回答下列问题:
①KHX溶液显               (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
②若0.1 mol·L—1KHX溶液的pH=2,则0.1 mol·L—1H2X溶液中氢离子的物质的量
浓度  (填“<”、“>”或“=”)0.11 mol·L—1,理由是                        。                               
③0.01 mol·L—1的HCl与0.02 mol·L—1的KHX溶液等体积混合液中各离子浓度由大到小的顺序是                                                
(2)在25℃下,向浓度均为0.1 mol·L—1的FeCl3和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水,先生成               (填化学式)沉淀。已知25℃时Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10—39 mol4·L—4,KsP[Al(OH)3]=1.3×10—33 mol4·L—4。
(3)在25℃下,有pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液,其中氢氧化钠溶液的物质的量浓度是              ,醋酸溶液的物质的量浓度            (填“>”、“<”、“=”)氢氧化钠溶液物质的量浓度。将上述两溶液等体积混合,反应后溶液显            (填“酸”、“碱”、“中”)性。
(4)某强酸性反应体系中,发生反应:
   X+   PbO2+  H2SO4 =  Pb(MnO4)2+  PbSO4+  H2O ,
已知X是一种硫酸盐,且0.2 mol X在该反应中失去1 mol 电子,则X的化学式是   
                 。请将上述化学方程式配平,把系数填在各物质前的横线上。.

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