题目内容

【题目】如图是闪锌矿(主要成分是ZnS,含有少量FeS)制备ZnSO4·7H2O的一种工艺流程:闪锌矿粉→溶浸→除铁→结晶→ZnSO47H2O。已知:相关金属离子浓度为0.1mol/L时形成氢氧化物沉淀的pH范围如表:

金属离子

Fe3+

Fe2+

Zn2+

开始沉淀的pH

1.5

6.3

6.2

沉淀完全的pH

2.8

8.3

8.2

(1)闪锌矿在溶浸之前会将其粉碎,其目的是_____________。

(2)溶浸过程使用过量的Fe2(SO4)3溶液和H2SO4浸取矿粉,发生的主要反应是:ZnS+2Fe3+=Zn2++2Fe2++S。

①浸出液中含有的阳离子包括Zn2+、Fe2+、_____________。

②若改用CuSO4溶液浸取,发生复分解反应,也能达到浸出锌的目的,写出离子方程式_____________。

(3)工业除铁过程需要控制沉淀速率,因此分为还原和氧化两步先后进行,如图。还原过程将部分Fe3+转化为Fe2+,得到pH小于1.5的溶液。氧化过程向溶液中先加入氧化物a,再通入O2。下列说法正确的是_____________(填序号)。

A. 氧化物a可以是ZnO

B. 滤渣2的主要成分是Fe(OH)2

C. 加入ZnS的量和通入O2的速率都可以控制溶液中的c(Fe3+)

【答案】增大表面积,提高反应速率 Fe3+、H+ ZnS+Cu2+=Zn2++CuS AC

【解析】

闪锌矿(主要成分是ZnS,含有FeS),加硫酸和Fe2(SO4)3,发生ZnS+2Fe3+=Zn2++2Fe2++S,过滤可除去S;浸出液中先加ZnS还原,分离出滤渣1为S,滤液中通入氧气可氧化亚铁离子生成铁离子,加ZnO调节pH,铁离子转化为沉淀,则滤渣2为Fe(OH)3,过滤分离出滤液经蒸发浓缩得到ZnSO47H2O,以此来解答。

(1)粉碎闪锌矿可增大接触面积,加快反应速率;

(2)①使用过量的Fe2(SO4)3溶液和H2SO4浸取矿粉,所以阳离子为Zn2+、Fe2+、Fe3+、H+;

②用CuSO4溶液浸取,发生复分解反应,根据元素守恒可知离子方程式为:ZnS+Cu2+=Zn2++CuS;

(3)A. ZnO为碱性氧化物,可增大酸性溶液pH值,同时不引入新的杂质,故A正确;

B. 根据分析可知滤渣2主要为Fe(OH)3,故B错误;

C. 加入ZnS可将铁离子还原,通入氧气可将亚铁离子氧化成铁离子,所以加入ZnS的量和通入O2的速率都可以控制溶液中的c(Fe3+),故C正确;

综上所述选AC。

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