Question

18．氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療．純化工業(yè)級氧化鋅（含有Fe（Ⅱ），Mn（Ⅱ），Ni（Ⅱ）等雜質(zhì)）的流程如下：
工業(yè)ZnO $→_{①}^{稀H_{2}SO_{4}}$  浸出液$→_{適量高錳酸鉀溶液②}^{調(diào)PH約為5}$$\stackrel{過濾}{→}$濾液$→_{③}^{Zn}$$\stackrel{過濾}{→}$濾液$→_{④}^{Na_{2}CO_{3}}$$\stackrel{過濾}{→}$濾餅$→_{⑤}^{煅燒}$ ZnO
提示：在本實臉條件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化：高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO₂，下列說法不正確的是（　�。�

• A． 反應②中除掉的雜質(zhì)離子是Fe²⁺和Mn²⁺
• B． 步驟②加高錳酸鉀前若PH較低則Fe²⁺和Mn²⁺不能除去
• C． 反應③的類型為置換反應，濾渣中含有鋅和鎳
• D． 反應④中的產(chǎn)物成分可能是ZnCO₃．xZn（OH）₂若得到干燥濾餅22.4克，煅燒后可得到產(chǎn)品16.2克，則X=2

Answer 1

分析 純化工業(yè)級氧化鋅和稀硫酸反應導致溶液中存在Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺，向浸出液中加入適量高錳酸鉀溶液并調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，Ni（Ⅱ）不能被氧化，F(xiàn)e²⁺、Mn²⁺被氧化而被除去，同時溶液中有MnO₂生成，過濾后，向濾液中加入Zn過濾，Zn和Ni²⁺發(fā)生氧化還原反應生成Ni，溶液中存在Zn²⁺，向濾液中加入碳酸鈉溶液，生成碳酸鋅沉淀，煅燒碳酸鋅沉淀生成ZnO，
A．根據(jù)題意，Ni（Ⅱ）不能被氧化，反應②中除掉的雜質(zhì)離子是Fe²⁺和Mn²⁺；
B．根據(jù)MnO₄^-+具有氧化性，能將Fe²⁺和Mn²⁺氧化，根據(jù)電子得失進行配平；加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無法除去鐵和錳雜質(zhì)；
C．反應③為鋅與鎳離子的發(fā)生反應得到鋅離子和鎳；得到的濾渣中，除了過量的鋅外還有金屬鎳；
D．根據(jù)關系式ZnCO₃•xZn（OH）₂～（x+1）ZnO來計算．

解答 解：純化工業(yè)級氧化鋅和稀硫酸反應導致溶液中存在Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺，向浸出液中加入適量高錳酸鉀溶液并調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，Ni（Ⅱ）不能被氧化，F(xiàn)e²⁺、Mn²⁺被氧化而被除去，同時溶液中有MnO₂生成，過濾后，向濾液中加入Zn過濾，Zn和Ni²⁺發(fā)生氧化還原反應生成Ni，溶液中存在Zn²⁺，向濾液中加入碳酸鈉溶液，生成碳酸鋅沉淀，煅燒碳酸鋅沉淀生成ZnO，
A．根據(jù)題意，Ni（Ⅱ）不能被氧化，反應②中除掉的雜質(zhì)離子是Fe²⁺和Mn²⁺，發(fā)生的離子方程式為MnO₄^-+3Fe²⁺+7H₂O=3Fe（OH）₃↓+MnO₂↓+5H⁺、2MnO₄^-+3Mn²⁺+2H₂O=5MnO₂↓+4H⁺，故A正確；
B．加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無法除去鐵和錳雜質(zhì)，故B正確；
C．反應③為鋅與鎳離子的發(fā)生反應得到鋅離子和鎳，反應類型為置換反應；得到的濾渣中，除了過量的鋅外還有金屬鎳，故C正確；
D．根據(jù)關系式ZnCO₃•xZn（OH）₂ ～（x+1）ZnO
                125+99x                    81（x+1）
                22.4g                            16.2g
解得：x=1，故D錯誤，
故選D．

點評 本題考查混合物的分離和提純，側重考查學生分析問題、解答問題能力，明確流程圖中各個步驟發(fā)生的反應及溶液中存在的微粒，知道常見離子的檢驗方法及實驗現(xiàn)象，題目難度中等．