题目内容

2．某科研小组设计出利用工业废酸（稀H2SO4）来浸取某废弃的氧化铜锌矿的方案，实现废物综合利用，方案如下图所示．

已知：各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示．
离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH
Fe2+6.349.7
Fe3+1.483.2
Zn2+6.28.0
请回答下列问题：
（1）在“酸浸”步骤中，为提高浸出速率，除通入空气“搅拌”外，还可采取的措施是适当升高温度（或增大酸浓度、将氧化铜锌矿粉碎等）．（任写一点即可）
（2）氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，
则相同温度下：Ksp（CuS）＜Ksp（ZnS）（选填“＞”“＜”或“=”）．
（3）物质A是用来将ZnSO4溶液中的Fe2+转化为Fe3+最好使用下列物质中的B．
A．KMnO4B．H2O2   C．HNO3 D．NaClO
（4）除铁过程中加入氨水的目的是通过调节溶液的pH，使Fe3+沉淀而Zn2+不沉淀，pH应控制在3.2≤pH＜6.2或3.2～6.2范围之间．
（5）物质B可直接用作氮肥，则B的化学式是（NH4）2SO4．
（6）写出最后焙烧生成ZnO的化学反应方程式Zn2（OH）2CO3=2ZnO+H2O+CO2↑．

分析 氧化铜锌矿经废酸浸取后过滤，可得到硫酸铜、硫酸锌溶液；向酸浸液中加铁可还原出铜，经过滤可得铜和硫酸亚铁、硫酸锌的混合液；然后加入A和氨水，将亚铁转化为氢氧化铁沉淀而除去；后向滤液中加氨水等将锌离子转化为Zn2（OH）2CO3，最后焙烧，Zn2（OH）2CO3受热分解得到氧化锌．
（1）影响化学反应速率的因素有：温度、浓度、固体表面积等；
（2）相同条件下，溶解度大的物质先溶解；
（3）所用试剂能除去杂质，但不能引入新的杂质；
（4）PH的范围应使铁完全沉淀而锌不沉淀；
（5）结合题给信息利用工业废酸和氮肥考虑；
（6）Zn2（OH）2CO3焙烧可生成ZnO、水和二氧化碳气体．

解答 解：氧化铜锌矿经废酸浸取后过滤，可得到硫酸铜、硫酸锌溶液；向酸浸液中加铁可还原出铜，经过滤可得铜和硫酸亚铁、硫酸锌的混合液；然后加入A和氨水，将亚铁转化为氢氧化铁沉淀而除去；后向滤液中加氨水等将锌离子转化为Zn2（OH）2CO3，最后焙烧，Zn2（OH）2CO3受热分解得到氧化锌．
（1）影响化学反应速率的因素有多种，要提高氧化铜锌矿的酸浸速率，可采取的措施还有升高温度（增大酸浓度、将氧化铜锌矿粉碎--增大表面积等）．
故答案为：适当升高温度（或增大酸浓度、将氧化铜锌矿粉碎等）；
（2）相同条件下，溶解度大的物质先溶解；因在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下：Ksp（CuS）＜Ksp（ZnS），
故答案为：＜；
（3）除铁过程中加入A和氨水，使亚铁离子变成氢氧化铁沉淀，故A应为氧化剂，且考虑加入A不引入新的杂质．除空气外，其他试剂均可引入新的杂质．
故答案为：B；
（4）从图表数据可知，铁离子沉淀完全的PH为3.2，锌离子开始沉淀的PH为6.2．故除铁PH范围为：3.2～6.2；
故答案为：3.2≤pH＜6.2或3.2～6.2；
（5）因所用废酸为硫酸，B又可作氮肥，所以B为（NH4）2SO4；
故答案为：（NH4）2SO4；
（6）Zn2（OH）2CO3焙烧可生成ZnO、水和二氧化碳气体，反应的化学方程式为Zn2（OH）2CO3=2ZnO+H2O+CO2↑，故答案为：Zn2（OH）2CO3=2ZnO+H2O+CO2↑．

点评 本题属于工艺流程图方面题目，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析、实验能力的考查，要搞清实验目的和题给信息，结合流程和题目设问正确解题，本题难度中等．

练习册系列答案
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17．用NA表示阿伏伽德罗常数的值．下列叙述不正确的是（　　）
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