问题 填空题

菱锌矿的主要成分是碳酸锌,还含有少量的Fe2O3、FeO、CuO等杂质。如图是以菱锌矿为原料制取轻质氧化锌的一种工艺流程,该流程还可以得到两种副产品——海绵铜和铁红。

请结合下表数据,回答问题:

离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH
Fe26.39.7
Fe31.53.2
Zn26.28.0
 

(1)下列试剂中,________(填代号)可作为试剂甲的首选。

A.KMnO4      B.Cl2       C.H2O2      D.浓硝酸

根据所选试剂写出与之反应的离子方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)氢氧化铁固体会吸附一些SO42-,如何洗涤Fe(OH)3固体以及如何判断是否洗涤干净?

洗涤方法:______________________________________________________________,判断是否洗涤干净的方法是_______________________________________。

(3)除铁步骤中加入氨水的目的是调节溶液的pH,其适宜的pH范围是______________;调节溶液pH时,除了氨水外,还可以加入下列物质中的________。

a.Zn     b.ZnO    c.Zn(OH)2    d.CuO

(4)经测定乙溶液中仍含有少量的Fe3和Zn2。若c(Fe3)为4.0×10-17  mol·L-1,则c(Zn2)为______________ mol·L-1。(已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17)。

答案

(1)C 2Fe2+H2O2+2H=2Fe3+2H2O

(2)向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出,重复上述操作2~3次 用试管取少量洗涤液,滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀则表明未洗净,反之则表明已洗净

(3)3.2≤pH<6.2 bc

(4)1.2×10-3

(1)首先明确试剂甲的作用是将Fe2转变为Fe3,以便除去。双氧水无疑是最佳选择。

(3)调节pH时,应使Fe3完全沉淀而Zn2不生成沉淀,所以最适宜的pH范围是3.2~6.2。Fe3+3H2OFe(OH)3+3H,加入ZnO能发生如下反应:ZnO+2H=Zn2+H2O,且ZnO不溶于水,随着反应的进行,c(H)减小,Fe3的水解平衡右移,既除去了Fe3又不引入新的杂质,加入Zn(OH)2可以达到相同的效果,不能加入Zn,因为它能与Fe3反应,重新引入Fe2,不能使用CuO,否则会生成Cu2。(4)可根据溶度积的表达式计算溶液中离子浓度。c3(OH)=,解得c(OH)=1.0×10-7 mol·L-1,故c(Zn2)==1.2×10-3 mol·L-1

选择题
读图填空题