Question

工業(yè)上�；厥找睙掍\廢渣中的鋅（含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO、Al₂O₃等雜質(zhì)），并用來(lái)生產(chǎn)Zn（NO₃）₂?6H₂O晶體，其工藝流程為：

有關(guān)氫氧化物開(kāi)始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氫氧化物	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Zn（OH）2
開(kāi)始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2	5.4
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7	8.0

（1）在“酸浸”步驟中，為提高鋅的浸出速率，除通入空氣“攪拌”外，還可采取的措施是

 

．
（2）操作A的名稱(chēng)

 

（3）在“除雜I”步驟中，需再加入適量H₂O₂溶液，目的是將Fe²⁺氧化為

 

，便于調(diào)節(jié)溶液的pH使鐵元素轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀除去．為使Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀完全，而Zn（OH）₂不沉淀，應(yīng)控制溶液的pH范圍為

 

～

 

．檢驗(yàn)Fe³⁺是否沉淀完全的實(shí)驗(yàn)操作是靜置片刻，取少量上層清液，滴加

 

溶液，若不出現(xiàn)血紅色，表明Fe³⁺沉淀完全．
（4）加入Zn粉的作用是除去溶液中的

 

．
（5）在“除雜I”步驟中，調(diào)節(jié)溶液的pH從下列選項(xiàng)中選擇合適的試劑

 

A．NaOH      B．Zno    C．NH₃?H₂O    D．ZnCO₃．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：煉鋅廢渣中的鋅（含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO、Al₂O₃等雜質(zhì)），加入硝酸，通入空氣酸浸，亞鐵離子被氧化為鐵離子，加入過(guò)氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH除去雜質(zhì)鐵離子，鋁離子，過(guò)濾得到濾液，加入鋅粉還原銅離子為銅，除去銅離子，得到硝酸鋅溶液通過(guò)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌得到Zn（NO₃）₂?6H₂O晶體；
（1）從溫度、濃度、增大接觸面積等分析增大反應(yīng)速率；
（2）溶液中得到溶質(zhì)晶體的方法為蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌；
（3）H₂O₂與Fe²⁺發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子；根據(jù)沉淀和pH表分析控制溶液的pH，利用鐵離子與KSCN反應(yīng)出現(xiàn)血紅色來(lái)檢驗(yàn)鐵離子是否存在；
（4）Zn與溶液中銅離子反應(yīng)；
（5）調(diào)節(jié)溶液PH需要加入和酸反應(yīng)的物質(zhì)，不能引入新的雜質(zhì)；

解答： 解：（1）因適當(dāng)升高反應(yīng)溫度（或增大硝酸濃度、將鋅廢渣粉碎等）可提高鋅的浸出速率，
故答案為：適當(dāng)升高反應(yīng)溫度；
（2）操作A為，溶液中得到溶質(zhì)晶體的方法為蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌，所以為冷卻結(jié)晶；
故答案為：冷卻結(jié)晶；
（3）“除雜I”步驟中，需再加入適量H₂O₂溶液，H₂O₂與Fe²⁺反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，由表格中的數(shù)據(jù)可知，氫氧化鋅開(kāi)始沉淀的pH為5.4，氫氧化鋁完全沉淀的pH為5.2，則為使Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀完全，而Zn（OH）₂不沉淀，應(yīng)控制溶液的pH范圍為5.2～5.4，又鐵離子與KSCN反應(yīng)出現(xiàn)血紅色，則靜置片刻，取少量上層清液，滴加KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，表明Fe³⁺沉淀完全，
故答案為：Fe³⁺；5.2～5.4；KSCN；
（4）由流程圖及離子沉淀的pH，則加入Zn粉的作用除去溶液中的Cu²⁺；
故答案為：Cu²⁺；
（5）提純硝酸鋅晶體，調(diào)節(jié)溶液PH不能引入新的雜質(zhì)，在“除雜I”步驟中，調(diào)節(jié)溶液的pH從下列選項(xiàng)中選擇合適的試劑ZnO、ZnCO3，氫氧化鈉會(huì)引入鈉離子雜質(zhì)，一水合氨引入銨根離子；
故答案為：BD．

點(diǎn)評(píng)：本題考查晶體的制備及混合物的分離、提純，注意已知信息與所學(xué)知識(shí)的結(jié)合來(lái)分析解答問(wèn)題，除雜流程及表格數(shù)據(jù)是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．