Question

【题目】氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。工业ZnO中含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)，纯化工业ZnO的流程如下：

提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化。

（1）“酸浸”时需不断通入髙温水蒸气，其目的是 ________________。

（2）“除杂I”中生成Fe（OH）3反应的离子方程式为______________________________。

（3）“除杂2”中所得滤渣主要成分是____________。

（4）滤饼要用水洗，检验是否洗涤干净的方法是_________________。

（5）已知：Zn（OH）2 的 Ksp=l×10-17。室温下为使Zn2+完全沉淀(其浓度<1×10-5mol·L-1)，需调节溶液pH范围为____________。

Answer 1

【答案】升高温度、使反应物充分混合，以加快反应速率 3Fe2+＋MnO4-＋7H2O＝3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H+ Ni、Zn 取少量最后洗涤液于试管中，滴入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净 pH＞8

【解析】

(1) “酸浸”时需不断通入髙温水蒸气是为了升高温度、使反应物充分混合，以加快反应速率，据此解答；

(2) 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+，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；

(3) “除杂2”中所得滤渣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；

(4)检验沉淀是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液，检验表面是否含有硫酸根离子；

(5)根据Zn（OH）2 的 和室温下计算。

工业ZnO中放入稀硫酸酸浸后溶液中存在Fe2+、Mn2+、Zn2+和Ni2+，向浸出液中加入适量ZnO并调节溶液的pH约为5.4，再加入高锰酸钾溶液，Ni（Ⅱ）不能被氧化，Fe2+、Mn2+被氧化生成氢氧化铁和二氧化锰而被除去，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并调节pH，生成碳酸锌沉淀，煅烧碳酸锌沉淀生成ZnO，

(1) “酸浸”时需不断通入髙温水蒸气是为了升高温度、使反应物充分混合，以加快反应速率，故答案为：升高温度、使反应物充分混合，以加快反应速率；

(2)根据上述分析可知，“除杂I”中Fe2+被氧化生成Fe（OH）3，反应的离子方程式为：3Fe2+＋MnO4-＋7H2O＝3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H+，故答案为：3Fe2+＋MnO4-＋7H2O＝3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H+；

(3) 根据上述分析可知，“除杂2”中加入Zn过滤，Zn和Ni2+发生氧化还原反应生成Ni，还有过量的Zn，因此滤渣为Ni和Zn，故答案为：Ni、Zn；

(4) 由于溶液中硫酸根离子属于杂质离子，因此可以检验测定洗涤液中是否存在硫酸根离子，操作为：取最后一次少量水洗液于试管中，滴入12滴稀盐酸，再滴入氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净，故答案为：取少量最后洗涤液于试管中，滴入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净；

(5) 已知：Zn（OH）2 的 ，室温下为使Zn2+完全沉淀(其浓度<1×10-5mol·L-1)，因此可知当Zn2+其浓度为1×10-5mol·L-1时，根据计算得c（OH-）=10-6mol/L， 室温下水的离子积常数，把c（OH-）=10-6mol/L带入得c（H+）=10-8mol/L，因此需调节溶液pH范围为pH＞8，故答案为：pH＞8。