Question

某酸性工業(yè)廢水中ZnSO₄(0.34 mol·L^-1)(另含Cu²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺?等雜質(zhì)離子)

已達(dá)到飽和。按如下工業(yè)流程可得到純度較高的皓礬(ZnSO₄·7H₂O)。

已知：

(Ⅰ)流程中可提供的試劑有：稀HNO₃、H₂O₂(30%)、NaClO、Na₂CO₃、CaCO₃

(Ⅱ)Zn(OH)₂、Fe(OH)₂、Fe(OH)₃開始沉淀的pH分別為5.7、7.6、2.7，完全沉淀的pH分別為8.0、9.6、3.7

(Ⅲ)當(dāng)pH≤5.6時(shí)，Na₂CO₃、CaCO₃發(fā)生酸解生成CO₂

(Ⅳ)25 ℃時(shí)，CaSO₄的溶解度約為0.04 g

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

(1)步驟①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________________________。

(2)步驟②中加入的試劑X應(yīng)是___________，其理由是_____________________________。

(3)步驟③中加入的試劑Y應(yīng)是___________，其理由是_____________________________。

Answer 1

(1)Cu²⁺+Fe====Cu+Fe²⁺，2Fe³⁺+Fe====3Fe²⁺

(2)H₂O₂(30%)  將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，且不引入新物質(zhì)

(3)CaCO₃  ①控制濾液pH≤5.6，使Fe(OH)₃沉淀完全，而Zn(OH)₂不沉淀。②濾液中c()濃度較大，可使Ca²⁺沉淀完全，不會引入Ca²⁺

解析：(1)Fe主要將Cu²⁺還原為Cu，將Fe³⁺還原為Fe²⁺。

(2)據(jù)信息(Ⅱ)提供的信息知為除去鐵而不沉淀Zn²⁺須將Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，則試劑X應(yīng)是一種氧化劑，在提供的試劑中只有H₂O₂不引入雜質(zhì)離子。

(3)將Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe(OH)₃沉淀，但又不影響Zn²⁺，結(jié)合信息(Ⅲ)應(yīng)選用CaCO₃作試劑Y。當(dāng)pH＞5.6時(shí)，CaCO₃不再溶解，但Na₂CO₃卻可再溶，且引入雜質(zhì)離子，據(jù)(Ⅳ)可知溶解的CaCO₃大部分轉(zhuǎn)化為CaSO₄沉淀。