Question

【题目】某厂用闪锌矿制备锌及颜料 A(红棕色固体)的工艺流程如下图所示。（闪锌矿的主要成分为 ZnS，同时含有 10％的 FeS 及少量 CuS)

已知:①闪锌矿在焙烧时会生成副产物 ZnFeO4，ZnFeO4 不溶于水及硫酸。Fe(HSO3)2 难溶于水。②Ksp[Fe(OH)3]＝1×10-39。

完成下列问题

(1)闪锌矿粉碎的目的是_______________________________________________________。

(2)“滤液 1”中选用足量的 H2O2，理由是_____________________。假设“②调节 pH＂前，滤液 1 中 c(Fe3+)＝1molL-1 ，则 Fe3+ 完全沉淀时的 pH 至少为____________________。(离子浓度≤ 10-6mol·L-1 规为完全除去)。

(3)“滤渣 3”的成分为__________________________________ (写化学式)。

(4)设计一种检验“颜料 A”中是否含有 Fe2+的实验方案_______________________________________________________。

(5)“气体 A”与“浸渣 1”反应的化学方程式为_______________________________________________________。

Answer 1

【答案】增大固体不氧气的接触面积，提高反应速率。 将Fe2+完全氧化成Fe3+，避免引入杂质 3 Zn和Cu或者Cu 取少量固体A于试管中，加入稀硫酸完全溶解后，滴加酸性KMnO4紫红色褪色，则含有Fe2+ 4SO2＋ZnFeO4＋2H2O＝Fe(HSO3)2+ ZnSO4＋H2SO4

【解析】

(1)闪锌矿粉碎的目的是增大固体不氧气的接触面积，提高反应速率。

(2)“滤液 1”中选用足量的 H2O2，理由是将 Fe2+完全氧化成 Fe3+，避免引入杂质。假设“②调节 pH前，滤液1中 c(Fe3+)＝1molL-1 ，则Fe3+完全沉淀时，，，，pH = 3。

(3)由于滤液2中加入锌粉，其主要是将铜离子置换出来，锌可能可能，因此“滤渣3”的成分为Zn和Cu或者Cu。

(4)设计一种检验“颜料A”中是否含有Fe2+的实验方案，主要将固体A溶于稀硫酸中，再用酸性高锰酸钾来验证亚铁离子。

(5)气体A为二氧化硫与浸渣1的ZnFeO4反应的化学方程式为4SO2＋ZnFeO4＋2H2O＝Fe(HSO3)2+ ZnSO4＋H2SO4。

(1)闪锌矿粉碎的目的是增大固体不氧气的接触面积，提高反应速率，故答案为：增大固体不氧气的接触面积，提高反应速率。

(2)“滤液 1”中选用足量的 H2O2，理由是将 Fe2+完全氧化成 Fe3+，避免引入杂质。假设“②调节 pH前，滤液1中 c(Fe3+)＝1molL-1 ，则Fe3+完全沉淀时，，，，pH = 3，故答案为：将Fe2+完全氧化成Fe3+，避免引入杂质；3。

(3)由于滤液2中加入锌粉，其主要是将铜离子置换出来，锌可能可能，因此“滤渣3”的成分为Zn和Cu或者Cu，故答案为：Zn和Cu或者Cu。

(4)设计一种检验“颜料A”中是否含有Fe2+的实验方案，主要将固体A溶于稀硫酸中，再用酸性高锰酸钾来验证亚铁离子，故答案为：取少量固体A于试管中，加入稀硫酸完全溶解后，滴加酸性KMnO4紫红色褪色，则含有Fe2+。

(5)气体A为二氧化硫与浸渣1的ZnFeO4反应的化学方程式为4SO2＋ZnFeO4＋2H2O＝Fe(HSO3)2+ ZnSO4＋H2SO4，故答案为：4SO2＋ZnFeO4＋2H2O＝Fe(HSO3)2+ ZnSO4＋H2SO4

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