Question

18．氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗．纯化工业级氧化锌（含有Fe（Ⅱ），Mn（Ⅱ），Ni（Ⅱ）等杂质）的流程如下：
工业ZnO $→_{①}^{稀H_{2}SO_{4}}$  浸出液$→_{适量高锰酸钾溶液②}^{调PH约为5}$$\stackrel{过滤}{→}$滤液$→_{③}^{Zn}$$\stackrel{过滤}{→}$滤液$→_{④}^{Na_{2}CO_{3}}$$\stackrel{过滤}{→}$滤饼$→_{⑤}^{煅烧}$ ZnO
提示：在本实脸条件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化：高锰酸钾的还原产物是MnO₂，下列说法不正确的是（　　）

• A． 反应②中除掉的杂质离子是Fe²⁺和Mn²⁺
• B． 步骤②加高锰酸钾前若PH较低则Fe²⁺和Mn²⁺不能除去
• C． 反应③的类型为置换反应，滤渣中含有锌和镍
• D． 反应④中的产物成分可能是ZnCO₃．xZn（OH）₂若得到干燥滤饼22.4克，煅烧后可得到产品16.2克，则X=2

Answer 1

分析 纯化工业级氧化锌和稀硫酸反应导致溶液中存在Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺，向浸出液中加入适量高锰酸钾溶液并调节溶液的pH约为5，Ni（Ⅱ）不能被氧化，Fe²⁺、Mn²⁺被氧化而被除去，同时溶液中有MnO₂生成，过滤后，向滤液中加入Zn过滤，Zn和Ni²⁺发生氧化还原反应生成Ni，溶液中存在Zn²⁺，向滤液中加入碳酸钠溶液，生成碳酸锌沉淀，煅烧碳酸锌沉淀生成ZnO，
A．根据题意，Ni（Ⅱ）不能被氧化，反应②中除掉的杂质离子是Fe²⁺和Mn²⁺；
B．根据MnO₄^-+具有氧化性，能将Fe²⁺和Mn²⁺氧化，根据电子得失进行配平；加高锰酸钾溶液前，若pH较低，铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质；
C．反应③为锌与镍离子的发生反应得到锌离子和镍；得到的滤渣中，除了过量的锌外还有金属镍；
D．根据关系式ZnCO₃•xZn（OH）₂～（x+1）ZnO来计算．

解答 解：纯化工业级氧化锌和稀硫酸反应导致溶液中存在Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺，向浸出液中加入适量高锰酸钾溶液并调节溶液的pH约为5，Ni（Ⅱ）不能被氧化，Fe²⁺、Mn²⁺被氧化而被除去，同时溶液中有MnO₂生成，过滤后，向滤液中加入Zn过滤，Zn和Ni²⁺发生氧化还原反应生成Ni，溶液中存在Zn²⁺，向滤液中加入碳酸钠溶液，生成碳酸锌沉淀，煅烧碳酸锌沉淀生成ZnO，
A．根据题意，Ni（Ⅱ）不能被氧化，反应②中除掉的杂质离子是Fe²⁺和Mn²⁺，发生的离子方程式为MnO₄^-+3Fe²⁺+7H₂O=3Fe（OH）₃↓+MnO₂↓+5H⁺、2MnO₄^-+3Mn²⁺+2H₂O=5MnO₂↓+4H⁺，故A正确；
B．加高锰酸钾溶液前，若pH较低，铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质，故B正确；
C．反应③为锌与镍离子的发生反应得到锌离子和镍，反应类型为置换反应；得到的滤渣中，除了过量的锌外还有金属镍，故C正确；
D．根据关系式ZnCO₃•xZn（OH）₂ ～（x+1）ZnO
                125+99x                    81（x+1）
                22.4g                            16.2g
解得：x=1，故D错误，
故选D．

点评 本题考查混合物的分离和提纯，侧重考查学生分析问题、解答问题能力，明确流程图中各个步骤发生的反应及溶液中存在的微粒，知道常见离子的检验方法及实验现象，题目难度中等．