Question

2．溴化锌可用作海洋油田的完井液、固井液以及电池的电解质等．一种用含锌废催化剂（主要含ZnO，杂质有FeO、CuO、NiO及SiO₂）制备ZnBr₂的工艺流程如图1

已知：20℃、80℃时，ZnBr₂溶解度分别为446g/100gH₂O，645g/100gH₂O．
回答下列问题：
（1）“酸浸”时，为了提高浸取速率，可采取的措施是粉碎废催化剂、适当提高浸取时温度、适当提高HBr溶液浓度、搅拌等（写出两点）；滤渣1的主要成分为SiO₂（填化学式）．
（2）滤渣2的成分为Fe（OH）₃（填化学式）．
（3）试剂X为Zn或锌粉；操作Y为蒸发浓缩，冷却结晶．
（4）溴化锌水溶液是锌/液嗅电池（如图2）的电解液，电池总反应为ZnBr₂$?_{充电}^{放电}$Zn+Br₂，该电池为二次（填“一”或“二”）电池，阳离子交换膜的主要作用是阻止Br₂与Zn直接化合．

Answer 1

分析 用含锌废催化剂（主要含ZnO，杂质有FeO、CuO、NiO及SiO₂）加入 HBr溶液酸浸过滤，杂质中ZnO、FeO、CuO、NiO溶解，二氧化硅不溶，过滤得到滤渣1为SiO₂，滤液中加入过氧化氢氧化亚铁离子生成铁离子，调节溶液PH4.5沉淀铁离子，过滤得到滤渣2为Fe（OH）₃，滤液中加入过量锌除去铜和镍，过滤3得到铜和镍金属和过量锌，滤液为溴化锌溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥得到溴化锌晶体，
（1）提高浸取速率可以提高温度、加快搅拌、粉碎固体、增大浓度等措施；过滤1得到滤渣是二氧化硅；
（2）滤渣2为沉淀氢氧化铁；
（3）加入过量锌粉和铜离子、镍离子反应除去铜离子和镍离子；溶液中得到溶质固体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥等步骤；
（4）电池反应为可充电电池为二次电源，阳离子交换膜阻止Br₂与Zn直接化合；

解答 解：用含锌废催化剂（主要含ZnO，杂质有FeO、CuO、NiO及SiO₂）加入 HBr溶液酸浸过滤，杂质中ZnO、FeO、CuO、NiO溶解，二氧化硅不溶，过滤得到滤渣1为SiO₂，滤液中加入过氧化氢氧化亚铁离子生成铁离子，调节溶液PH4.5沉淀铁离子，过滤得到滤渣2为Fe（OH）₃，滤液中加入过量锌除去铜和镍，过滤3得到铜和镍金属和过量锌，滤液为溴化锌溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥得到溴化锌晶体，
（1）提高浸取速率可以提高温度、加快搅拌、粉碎固体、增大浓度等措施，过滤1得到滤渣是二氧化硅，化学式为：SiO₂，
故答案为：粉碎废催化剂、适当提高浸取时温度、适当提高HBr溶液浓度、搅拌等；SiO₂；
（2）滤渣2为沉淀氢氧化铁，化学式为：Fe（OH）₃，
故大答案为：Fe（OH）₃；
（3）加入过量锌粉和铜离子、镍离子反应除去铜离子和镍离子；溶液中得到溶质固体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥等步骤，试剂X为Zn或锌粉，操作Y为蒸发浓缩、冷却结晶，
故答案为：Zn或锌粉；蒸发浓缩，冷却结晶；
（4）电池反应为可充电电池为二次电源，阳离子交换膜阻止Br₂与Zn直接化合；
故答案为：二； 阻止Br₂与Zn直接化合．

点评 本题考查了物质分离提纯、物质性质、除杂方法、原电池和电解池原理等知识点，掌握基础是解题关键，题目难度中等．