问题 填空题

(14分))某科研小组设计出利用工业废酸(10%H2SO4)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO的方案,实现废物综合利用,方案如下图所示。

已知:298K时各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。

离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH
Fe26.349.7
Fe31.483.2
Zn26.28.0
请回答下列问题:

(1)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS

不溶,这是由于相同温度下:Ksp(CuS)        Ksp(ZnS)(选填“>”“<”或“=”)。

(2)你认为在除铁过程中选用下列物质中的    (填序号)作为试剂甲是比较合适的。

A.KMnO4          B.O2           C.H2O2              D.Cl2

(3)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,pH应控制在        范围之间。

(4)请写出加甲物质后,加入氨水控制调节溶液的pH下生成Fe(OH)3反应的离子方

程式                                                  

(5)298K时,残留在乙溶液中的c(Fe3)在 __          mol/L以下。

[Fe(OH)3= 2.70×10-39]

(6)乙的溶液可直接用作氮肥,则乙的化学式是          

(7)请写出“沉淀Zn2+”步骤中发生反应的化学方程式                        

答案

(14分)

(1)<    (2分)

(2)B C   (2分)

(3)3.2~6.2   (2分)

(4)Fe3++3NH3·H2O ="==" Fe(OH)3↓+3 NH4+     (2分)

(5)2.7×10-21    (2分)

(6)(NH42SO4   (2分)

(7)2ZnSO4 +NH4HCO3 +3 NH3·H2O="=" Zn2(OH)2CO3 ↓+2(NH42 SO4 + H2O (2分)

(1)在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,显然Ksp(CuS)<Ksp(ZnS);

(2)除杂的同时不能引入新的杂技,所以A、D不可选,在H2O2和O2的作用下,Fe2+被氧化为Fe3+离子。

(3)根据298K时各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH分析可知,要将Fe3+离子充分沉淀完全,而不能使Zn2+沉淀,pH应控制在3.2~6.2 范围之间;

(4)NH3·H2O是弱碱,在书写离子方程式时不能拆成离子的形式:

(5)Zn2+沉淀的pH应控制在8.0以上,所以,残留在乙溶液中的c(Fe3)≤2.7×10-21 

(6)乙的溶液可直接用作氮肥主要是含有(NH42SO4

(7)2ZnSO4 +NH4HCO3 +3 NH3·H2O="=" Zn2(OH)2CO3 ↓+2(NH42 SO4 + H2O

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