問題詳情:
某科研小組設計出利用工業廢*(10%H2SO4)來堆浸某廢棄的氧化銅鋅礦,提取鋅、銅元素,實現廢物綜合利用,方案如圖所示:
已知:各離子開始沉澱及完全沉澱時的pH如表所示。
離子 | 開始沉澱時的pH | 完全沉澱時的pH |
Fe2+ | 6.34 | 9.7 |
Fe3+ | 1.48 | 3.2 |
Zn2+ | 6.2 | 8.0 |
請回答下列問題:
(1)加入A物質的目的是___,物質A可使用下列物質中的___。
4 B.O2 C.H2O2 2
(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,則相同温度下:Ksp(CuS)___Ksp(ZnS)(選填“>”“<”或“=”)。
(3)反應生成海綿銅的離子方程式:___。
(4)除鐵過程中加入氨水的目的是調節溶液的pH,pH應控制在___範圍之間。
(5)寫出NH4HCO3溶液與Zn2+反應生成Zn2(OH)2CO3的離子方程式:___。
(6)物質B可用作生產化肥,其化學式是___。
【回答】
(1). 將Fe2+氧化成Fe3+,方便後續沉澱時除去 (2). BC (3). < (4). Fe+Cu2+=Fe2++Cu (5). 3.2≤pH<6.2或3.2~6.2 (6). 2Zn2++4HCO3-=Zn2(OH)2CO3↓+H2O +3CO2↑ (7). (NH4)2SO4
【解析】
(1)三價鐵離子容易除去,所以要把二價鐵離子轉化為三價鐵離子,考慮除雜過程不引入新的雜質;
(2)相同條件下,溶解度大的物質先溶解;
(3)堆浸後溶液中有銅離子和*離子,加入鐵粉後與銅離子和*離子;
(4)pH的範圍應是使鐵沉澱完全而鋅不沉澱;
(5)NH4HCO3溶液與Zn2+反應生成Zn2(OH)2CO3、水和二氧化碳;
(6)結合題給信息利用工業廢*和氮肥考慮。
【詳解】(1)根據表中數據可知三價鐵離子容易除去,所以要將Fe2+氧化成Fe3+,以便除去,選用,除鐵過程中加入A和氨水,使亞鐵離子變成*氧化鐵沉澱,故A應為氧化劑,考慮不引入新的雜質,應選BC,
故*為:將Fe2+氧化成Fe3+,以便除去;BC;
(2)相同條件下,溶解度大的物質先溶解,因在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,則相同温度下:Ksp(CuS)<Ksp(ZnS),故*為:<;
(3)堆浸後溶液中有銅離子和*離子,加入鐵粉後與銅離子和*離子,反應生成海綿銅的離子方程式:Fe+Cu2+=Fe2++Cu。
故*: Fe+Cu2+═Fe2++Cu;
(4)從圖表數據可知,鐵離子沉澱完全的pH為3.2,鋅離子開始沉澱的pH為6.2.故除鐵pH範圍為:3.2~6.2,
故*為:3.2~6.2;
(5)NH4HCO3溶液與Zn2+反應生成Zn2(OH)2CO3、水和二氧化碳,離子方程式:2Zn2++4HCO3-=Zn2(OH)2CO3↓+H2O +3CO2↑ 。
故*為:2Zn2++4HCO3-=Zn2(OH)2CO3↓+H2O +3CO2↑
(6)因所用廢*為硫*,B又可作氮肥,所以B為(NH4)2SO4,
故*為:(NH4)2SO4。
【點睛】本題屬於工藝流程圖方面題目,解題關鍵:明確實驗目和題給信息,結合流程和題目設問正確解題,難點(5)Zn2+和HCO3-雙水解生成Zn2(OH)2CO3,按質量守恆定律寫出方程。
知識點:金屬元素的單質及其化合物
題型:綜合題