题目内容

【题目】硫酸锌是制造锌钡白和锌盐的主要原料,也可用作木材的防腐剂等。用氧化锌烟尘(主要成分为ZnO,还含有少量PbO、CuO、Fe2 O3、FeO等)生产ZnSO4·7H2O的流程如下:

有关金属离子[c(Mn+)= 0.l mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表:

金属离

Fe3+

Fe2+

Zn2+

Cu2+

开始沉淀的pH

1.5

6.3

6.2

4.7

沉淀完全的pH

2.8

8.3

8.2

6.7

(1)“酸浸”时用的稀酸是____;滤渣1主要成分是____。

(2)“氧化”时的离子方程式为_________;加入ZnO除杂时溶液的pH控制范围是____~5.0。

(3)滤渣3含有锌和____;滤液得到ZnSO4·7H2O的操作是____、洗涤、干燥。

(4)取14.35gZnSO4·7H2O加热至不同温度,剩余固体的质量如下表

温度/℃

100

250

680

930

质量/g

8. 95

8. 05

6. 72

4.05

则680℃时剩余固体的化学式为________(填序号)。

A.ZnO B.Zn3O(SO4)2 C.ZnSO4 D.ZnSO4·H2O

【答案】稀硫酸(或 H2SO4) PbSO4 2Fe2+ +ClO- +2H+=2Fe3++Cl-+H2O 2.8 铜(或 Cu) 蒸发浓缩, 冷却结晶, 过滤 B

【解析】

氧化锌烟尘(主要成分为ZnO,还含有少量PbO、CuO、Fe2O3、FeO等)加过量稀硫酸溶解,过滤,滤液中含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁,硫酸铅不溶于水,形成滤渣1;过滤分离,滤液中加入次氯酸钠溶液,将亚铁离子氧化生成铁离子,然后加入ZnO调节溶液的pH,使铁离子形成氢氧化铁沉淀形成滤渣2,过滤,滤液中含有硫酸铜和硫酸锌,加锌粉置换铜离子,过滤,滤渣3为Cu(可能含有Zn),滤液为硫酸锌溶液,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到ZnSO47H2O晶体,据此分析解答。

(1)“酸浸”时用的稀酸是稀硫酸;滤渣1主要成分是硫酸铅,故答案为:稀硫酸(或H2SO4);PbSO4;

(2)“氧化”时是将亚铁离子氧化生成铁离子,反应的离子方程式为2Fe2+ +ClO- +2H+=2Fe3++Cl-+H2O;加入ZnO是调节溶液的pH,使铁离子形成氢氧化铁沉淀,根据有关金属离子[c(Mn+)= 0.l mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围数据,除杂时溶液的pH控制范围2.8~5.0,故答案为:2Fe2+ +ClO- +2H+=2Fe3++Cl-+H2O;2.8;

(3)根据上述分析,滤渣3含有锌和铜;滤液得到ZnSO4·7H2O的操作是蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故答案为:铜(或 Cu);蒸发浓缩,冷却结晶、过滤;

(4)14.35gZnSO4·7H2O中含有Zn元素的质量为14.35g×=3.25g;如果是ZnO,则ZnO的质量为3.25g×=4.05g,故A错误;如果是Zn3O(SO4)2,则Zn3O(SO4)2的质量为3.25g×=6.72g,故B正确;如果是ZnSO4,则ZnSO4的质量为3.25g×=8.05g,故C错误;如果是ZnSO4·H2O,则ZnSO4·H2O的质量为3.25g×=8.95g,故D错误;故答案为:B。

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