Question

某科研小組設(shè)計出利用工業(yè)廢酸（10%H₂SO₄）來堆浸某廢棄的氧化銅鋅礦的方案，實現(xiàn)廢物綜合利用，方案如下圖所示．

已知：Fe（OH）₂為絮狀沉淀難以過濾除去，各離子開始沉淀及完全沉淀時的pH如下表所示．

離子	開始沉淀時的pH	完全沉淀時的pH
Fe2+	6.3	9.7
Fe3+	1.5	3.2
Zn2+	6.2	8.0

請回答下列問題：
（1）氧化銅鋅礦中含有少量的CuS和ZnS，在H₂SO₄的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，則相同溫度下：K_sp（CuS）

 

 K_sp（ZnS）（選填“＞”“＜”或“=”）．
（2）堆浸后加入Fe粉發(fā)生的反應(yīng)離子方程式為：

 

、

 

．
（3）加入A 物質(zhì)的目的是

 

，物質(zhì)A可使用下列物質(zhì)中的

 

．（填字母，雙選）
A．KMnO₄B．O₂C．H₂O₂D．NaOH
（4）除鐵過程中加入氨水的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，pH應(yīng)控制在

 

范圍之間．
（5）溶液B中主要溶質(zhì)的化學(xué)式是

 

．

Answer 1

考點：常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：氧化銅鋅礦先用稀硫酸溶解，然后向所得溶液中加入鐵粉將銅置換出來，加氧化劑將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，加氨水調(diào)節(jié)溶液的PH，將其除去，再用碳酸氫銨洗滌溶液，得到溶解度較小的堿式碳酸鋅，最后焙燒得到氧化鋅．
（1）相同條件下，溶解度大的物質(zhì)先溶解；
（2）堆浸后加入Fe粉與溶液中銅離子和氫離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（3）將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，以便除去；考慮除雜過程不引入新的雜質(zhì)；
（4）PH的范圍應(yīng)是使鐵沉淀完全而鋅不沉淀；
（5）結(jié)合題給信息利用工業(yè)廢酸和氮肥考慮．

解答：解：（1）相同條件下，溶解度大的物質(zhì)先溶解，因在H₂SO₄的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，則相同溫度下：K_sp（CuS）＜K_sp（ZnS），故答案為：＜；
（2）堆浸后加入Fe粉與溶液中銅離子和氫離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，發(fā)生的反應(yīng)離子方程式分別為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
故答案為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（3）將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，以便除去；除鐵過程中加入A和氨水，使亞鐵離子變成氫氧化鐵沉淀，故A應(yīng)為氧化劑，考慮不引入新的雜質(zhì)，應(yīng)選BC，
故答案為：將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，以便除去；BC；
（4）從圖表數(shù)據(jù)可知，鐵離子沉淀完全的PH為3.2，鋅離子開始沉淀的PH為6.2．故除鐵PH范圍為：3.2～6.2，故答案為：3.2～6.2；
（5）因所用廢酸為硫酸，B又可作氮肥，所以B為（NH₄）₂SO₄；故答案為：（NH₄）₂SO₄．

點評：本題屬于工藝流程圖方面題目，要搞清實驗?zāi)康暮皖}給信息，結(jié)合流程和題目設(shè)問正確解題，本題難度中等．