Question

煉鋅廠產(chǎn)生的工業(yè)廢渣--鋅渣（除了含Zn外，還含有Fe、Al、Cd和SiO₂等雜質(zhì)），利用鋅渣制取并回收ZnSO₄?7H₂O和金屬鎘是一個有益的嘗試，其流程如下：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Fe²⁺以氫氧化物完全沉淀時的pH分別為：3.2，4.7，6.5，9.4，9.7；鋅的金屬活動性比鎘強(qiáng)．
試回答下列問題：
（1）“浸出”時用到的“試劑X”為______（填名稱）．
（2）寫出“氧化”過程的離子方程式______．
（3）“調(diào)pH”過程可以選用______．（從以下選項選擇，填序號）
A．H₂SO₄　　　 B．ZnO　　C．NaOH
“濾渣2”的主要成分是______（填化學(xué)式，下同）．
（4）“試劑Y”是______；“濾渣3”的成分為______．
（5）“操作1”的方法是______；在“操作1”時，必須采取的實(shí)驗措施是______．

Answer 1

解：（1）Zn、Fe、Al、Cd、SiO₂中，只有二氧化硅不能和硫酸反應(yīng)，可以用硫酸將之溶解，過濾，先獲得二氧化硅，故答案為：硫酸溶液；
（2）為了將雜質(zhì)離子鋁離子以及三價鐵離子沉淀下來，結(jié)合離子沉淀的條件，首先要將亞鐵離子氧化為三價鐵離子，然后再將之形成沉淀，反應(yīng)實(shí)質(zhì)是：2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）“調(diào)pH”過程能使得溶液的堿性增強(qiáng)，同時不能引入雜質(zhì)離子，據(jù)此只能選擇試劑氧化鋅，該試劑可以將三價鐵和鋁離子沉淀下來，形成Fe（OH）₃、Al（OH）₃，故答案為：B；Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（4）金屬Cd的活潑性比金屬鋅差，可以用金屬鋅能來置換金屬鉻，為將金屬鉻全部置換往往加入過量的金屬鋅，所以“試劑Y”是金屬鋅，“濾渣3”的成分為剩余的金屬鋅和置換出的金屬鉻，故答案為：Zn；Cd和Zn；
（5）從硫酸鋅溶液中獲得純凈的硫酸鋅的晶體的方法是加熱濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶、過濾（洗滌），但是要注意保持溶液一定的酸度，防止金屬陽離子的水解，故答案為：加熱濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶、過濾（洗滌）；保持溶液一定的酸度．
分析：（1）根據(jù)Zn、Fe、Al、Cd、SiO₂中，只有二氧化硅不能和硫酸反應(yīng)，可以用硫酸將之溶解；
（2）雙氧水是綠色氧化劑，能將亞鐵離子氧化為三價鐵離子；
（3）“調(diào)pH”過程不能引入雜質(zhì)離子，據(jù)此來選擇試劑，該試劑可以將三價鐵和鋁離子沉淀下來；
（4）金屬Cd的活潑性比金屬鋅差，可以用金屬鋅能來置換金屬鉻，為將金屬鉻全部置換往往加入過量的金屬鋅；
（5）從硫酸鋅溶液中獲得純凈的硫酸鋅的晶體的方法是加熱濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶、過濾（洗滌），但是一定要防止金屬陽離子的水解．
點(diǎn)評：本題是一道綜合知識題目，考查的范圍較廣，難度較大．