Question

13．某科研小組設(shè)計(jì)出利用工業(yè)廢酸（l0%）來(lái)堆浸某廢棄的氧化銅鋅礦的方案，實(shí)現(xiàn)廢物綜合利用，如圖所示．

已知：各離子開(kāi)始沉淀及完全沉淀時(shí)的pH如下表所示．

離子	開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	完全沉淀時(shí)的pH
Fe2+	6.34	9.7
Fe3+	1.48	3.2
Zn2+	6.2	8.0

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）氧化銅鋅礦中含有少量的CuS和ZnS，在H₂SO₄的作用下ZnS可以溶解而CuS
不溶，則相同溫度下：K_sp（CuS）＜K_sp（ZnS）（選填“＞”“＜”或“=”）．
（2）物質(zhì)A可使用下列物質(zhì)中的BC．
A．KMnO₄    B．O₂    C．H₂O₂    D．Cl₂
（3）除鐵過(guò)程中加入氨水的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，pH應(yīng)控制在3.2～6.2范圍之間．
（4）物質(zhì)B可直接用作氮肥，則B的化學(xué)式是（NH₄）₂SO₄．
（5）除鐵后得到的Fe（OH）₃可用KClO溶液在堿性環(huán)境下將其氧化得到一種高效的多功能水處理劑--K₂FeO₄，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

Answer 1

分析 氧化銅鋅礦先用稀硫酸溶解，然后向所得溶液中加入鐵粉將銅置換出來(lái)，加氧化劑A將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，加氨水調(diào)節(jié)溶液的PH，將其除去，再用碳酸氫銨洗滌溶液，得到溶解度較小的堿式碳酸鋅，最后焙燒得到氧化鋅，
（1）相同條件下，溶解度大的物質(zhì)先溶解；
（2）考慮除雜過(guò)程不引入新的雜質(zhì)；
（3）PH的范圍應(yīng)是使鐵沉淀完全而鋅不沉淀；
（4）結(jié)合題給信息利用工業(yè)廢酸和氮肥考慮；
（5）從題給信息寫(xiě)出反應(yīng)物和生成物，配平即可．

解答 解：（1）相同條件下，溶解度大的物質(zhì)先溶解，因在H₂SO₄的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，則相同溫度下：K_sp（CuS）＜K_sp（ZnS），故答案為：＜；
（2）除鐵過(guò)程中加入A和氨水，使亞鐵離子變成氫氧化鐵沉淀，故A應(yīng)為氧化劑，考慮不引入新的雜質(zhì)，應(yīng)選BC，故答案為：BC；
（3）從圖表數(shù)據(jù)可知，鐵離子沉淀完全的PH為3.2，鋅離子開(kāi)始沉淀的PH為6.2，則除鐵PH范圍為：3.2～6.2，故答案為：3.2～6.2；
（4）因所用廢酸為硫酸，B又可作氮肥，所以B為NH₄）₂SO₄，故答案為：（NH₄）₂SO₄；
（5）由題給信息可知，反應(yīng)物為2Fe（OH）₃、ClO^-、OH^-，生成物之一為FeO₄^2-，因鐵在反應(yīng)中化合價(jià)升高，故氯的化合價(jià)降低，故另一產(chǎn)物為Cl^-，根據(jù)元素守恒，還有水是產(chǎn)物．根據(jù)化合價(jià)升降法配平此方程式為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題屬于工藝流程圖方面題目，要搞清實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮皖}給信息，結(jié)合流程和題目設(shè)問(wèn)正確解題，本題難度中等．