Question

2．對(duì)廢鋅渣（主要成分是ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO）進(jìn)行適當(dāng)處理可制得ZnSO₄•7H₂O，其流程如圖．
（1）酸浸時(shí)溫度和時(shí)間對(duì)鋅浸出率的影響如表．

酸浸時(shí)間/h	酸浸溫度/℃	鋅浸出率/%
2	80	87
2	90	95
2	110	85.3
3	95	94.5
2.5	95	94

綜合考慮，反應(yīng)的最佳溫度和時(shí)間是2h、90℃
（2）氧化時(shí)也可改通空氣，其原因是4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O．（用離子方程式表示）
（3）加入鋅粉的目的是除去Cu²⁺．
（4）檢驗(yàn)Fe³⁺是否除盡的方法是取第一次過(guò)濾后的濾液少許于試管中，加KSCN溶液，若溶液無(wú)血紅色出現(xiàn)，則Fe³⁺已除盡．
（5）取14.35gZnSO₄•7H₂O加熱分解，加熱過(guò)程中，固體質(zhì)量隨溫度的變化如圖所示．寫(xiě)出從60℃到80℃時(shí)發(fā)生的反應(yīng)ZnSO₄•6H₂O$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$ZnSO₄•H₂O+5H₂O．（用化學(xué)方程式表示）

Answer 1

分析 氧化鋅礦（主要成分為ZnO，另含ZnSiO₃、FeCO₃、CuO等）加稀硫酸溶解，過(guò)濾，濾液中含有硫酸鋅、硫酸銅、硫酸亞鐵，加雙氧水將與亞鐵離子氧化成鐵離子，加入氧化鋅，調(diào)節(jié)溶液的pH值，使鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，過(guò)濾，濾液中含有硫酸銅和硫酸鋅，加鋅粉置換銅離子，過(guò)濾，濾渣為Cu可能含有Zn，濾液為硫酸鋅，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾得到ZnSO₄•7H₂O晶體，
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，結(jié)合鋅浸出率最高的一組數(shù)據(jù)判斷；
（2）空氣的氧氣可以氧化亞鐵離子，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可寫(xiě)出離子方程式；
（3）根據(jù)上面的分析可知，鋅粉可以置換出銅，而除去溶液中的銅離子；
（4）鐵離子遇KSCN溶液呈血紅色，據(jù)此可以檢驗(yàn)Fe³⁺；
（5）28.70 g ZnSO₄•7H₂O的物質(zhì)的量為0.05mol，由Zn元素守恒可知，生成ZnSO₄•H₂O或ZnSO₄或ZnO或Zn₃O（SO₄）₂時(shí)，物質(zhì)的量均為0.05mol，根據(jù)它們的質(zhì)量確定產(chǎn)物的化學(xué)式，根據(jù)元素守恒可寫(xiě)出化學(xué)方程式．

解答 解：氧化鋅礦（主要成分為ZnO，另含ZnSiO₃、FeCO₃、CuO等）加稀硫酸溶解，過(guò)濾，濾液中含有硫酸鋅、硫酸銅、硫酸亞鐵，加雙氧水將與亞鐵離子氧化成鐵離子，加入氧化鋅，調(diào)節(jié)溶液的pH值，使鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，過(guò)濾，濾液中含有硫酸銅和硫酸鋅，加鋅粉置換銅離子，過(guò)濾，濾渣為Cu可能含有Zn，濾液為硫酸鋅，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾得到ZnSO₄•7H₂O晶體，
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)時(shí)間為2h、溫度為90℃時(shí)鋅浸出率最高為95%，所以反應(yīng)的最佳溫度和時(shí)間是，
故答案為：2h、90℃；
（2）空氣的氧氣可以氧化亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O；
（3）根據(jù)上面的分析可知，鋅粉可以置換出銅，而除去溶液中的銅離子，
故答案為：除去Cu²⁺；
（4）鐵離子遇KSCN溶液呈血紅色，所以檢驗(yàn)Fe³⁺是否除盡的方法是取第一次過(guò)濾后的濾液少許于試管中，加KSCN溶液，若溶液無(wú)血紅色出現(xiàn)，則Fe³⁺已除盡，
故答案為：取第一次過(guò)濾后的濾液少許于試管中，加KSCN溶液，若溶液無(wú)血紅色出現(xiàn)，則Fe³⁺已除盡；
（5）28.70 g ZnSO₄•7H₂O的物質(zhì)的量為0.05mol，由Zn元素守恒可知，生成ZnSO₄•H₂O或ZnSO₄或ZnO時(shí)，物質(zhì)的量均為0.05mol，它們的質(zhì)量依次為8.95、8.05、4.15，所以此時(shí)產(chǎn)物的化學(xué)式應(yīng)為ZnSO₄•H₂O，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnSO₄•6H₂O$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$ZnSO₄•H₂O+5H₂O，
故答案為：ZnSO₄•6H₂O$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$ZnSO₄•H₂O+5H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題以ZnSO₄•7H₂O的制備為知識(shí)背景，考查了基本實(shí)驗(yàn)操作、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素、化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>