Question

（15分）某科研小組設(shè)計出利用工業(yè)廢酸（稀H2SO4）來浸取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：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+	6.34	9.7
Fe3+	1.48	3.2
Zn2+	6.2	8.0

請回答下列問題：

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

（2）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：Ksp(CuS) Ksp(ZnS)（選填“>”“<”或“=”）。

（3）物質(zhì)A最好使用下列物質(zhì)中的。

A．KMnO4B．空氣C．HNO3D．NaClO

（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）物質(zhì)B可直接用作氮肥，則B的化學(xué)式是。

（6）除鐵后得到的Fe(OH)3可用KClO溶液在堿性環(huán)境將其氧化得到一種高效的多功能水處理劑——K2FeO4，寫出該反應(yīng)的離子方程式 。

 

Answer 1

（1）適當(dāng)升高溫度（或增大酸濃度、將氧化銅鋅礦粉碎等）；（2）<；（3）B；（4）3.2≤pH<6.2；

（5）(NH4)2SO4；（6）2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；

【解析】

試題分析：（1）在“酸浸”步驟中，為提高浸出速率，除通入空氣“攪拌”外，還可采取的措施是適當(dāng)升高溫度或增大酸濃度、將固體氧化銅鋅礦粉碎等。（2）物質(zhì)的溶解度越大，在反應(yīng)時越容易進(jìn)行反應(yīng)。因此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，說明在相同溫度下：Ksp(CuS) <Ksp(ZnS)。（2）由于Fe2+、Zn2+形成沉淀的溶液的pH很接近，不容易分離，所以在過程中要把Fe2+氧化為Fe3+，但是在氧化過程中不能引入新的雜質(zhì)離子，所以加入的物質(zhì)A最好是空氣，選項是B。（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Fe3+沉淀完全的pH=3.2和Zn2+開始形成沉淀的pH=6.2之間，即3.2≤pH<6.2；（5）由于在操作過程中加入了硫酸、氨水，所以產(chǎn)生的可直接用作氮肥物質(zhì)B是(NH4)2SO4；（6）除鐵后得到的Fe(OH)3可用KClO溶液在堿性環(huán)境將其氧化得到一種高效的多功能水處理劑——K2FeO4，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的電子守恒、元素的原子個數(shù)守恒可得該反應(yīng)的離子方程式是2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。

考點：考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、物質(zhì)溶解度大小的比較、試劑的選擇與使用、反應(yīng)條件的選擇、物質(zhì)反應(yīng)的兩種方程式是書寫的知識。