Question

工業(yè)上采用濕法煉鋅過程中，以ZnSO₄為主要成分的浸出液中，有Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Cl^-等雜質，這些雜質對下一道鋅的電解工序有妨礙，必須事先除去．要將溶液中的Fe²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Fe³⁺沉淀為氫氧化物，需溶液的pH分別為9.6、7.5、5.4、3.7．數據如表所示：

金屬離子	pH值
	開始沉淀	完全沉淀
Fe2+	7.6	9.6
Zn2+	7.6	8.3
Cu2+	5.8	7.5
Al3+	4.0	5.4
Fe3+	2.7	3.7

現有下列試劑：①KMnO₄；②NaOH；③ZnO；④H₂O₂；⑤Zn；⑥Fe；⑦AgNO₃；⑧Ag₂SO₄；⑨H₂SO₄
根據要求將合適的試劑的序號填入下面的空格：
（1）用

 

將Fe²⁺離子氧化成Fe³⁺離子，相應的離子方程式為

 

．
（2）用

 

調節(jié)浸出液的pH=5.5時，

 

、

 

等形成氫氧化物沉淀而除去．
（3）用

 

除去Cu²⁺和Cd²⁺離子． 用

 

除去Cl^-離子．

Answer 1

考點：難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）依據試劑可知做氧化劑的是①④，加入高錳酸鉀溶液會引入新的雜質；
（2）依據圖表數據分析，實驗目的是提純鋅，調節(jié)溶液PH加入的試劑需要和酸反應，但不能引入新的雜質，調節(jié)浸出液的pH=5.5時Fe³⁺Al³⁺全部沉淀；
（3）試劑中能除去Cu²⁺和Cd²⁺離子但不引入雜質，依據金屬活動順序可知選擇鋅可以除去；除去氯離子可以利用沉淀轉化實現；

解答： 解：（1）試劑分析可知做氧化劑的是①④，加入高錳酸鉀溶液會引入新的雜質，過氧化氫做氧化劑被還原為水不引入新的雜質，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：④；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）實驗目的是濕法煉鋅過程，調節(jié)溶液PH加入的試劑需要和酸反應，但不能引入新的雜質，選擇鋅會和雜質金屬離子反應，所以選擇試劑氧化鋅，調節(jié)浸出液的pH=5.5時Fe³⁺Al³⁺全部沉淀；
故答案為：③；Fe³⁺Al³⁺；
（3）試劑中能除去Cu²⁺和Cd²⁺離子但不引入雜質，依據金屬活動順序可知選擇鋅可以除去；除去氯離子可以利用沉淀轉化實現，利用氯化銀溶解度小于硫酸銀溶解度，加入硫酸銀固體實現沉淀轉化生成氯化銀除去氯離子；
故答案為：⑤⑧；

點評：本題考查了物質提純的方法和步驟分析，注意溶液PH調節(jié)的方法和試劑選擇，沉淀轉化的應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．