問題詳情:
工業上常回收冶煉鋅廢渣中的鋅(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等雜質),並用來生產ZnSO4•6H2O晶體,其工藝流程如下,有關*氧化物沉澱時的pH如下表.
*氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Zn(OH)2
開始沉澱的pH 3.3 1.5 6.5 5.4
沉澱完全的pH 5.2 3.7 9.7 8.0
(1)上述工藝流程中多處涉及“過濾”,實驗室中過濾*作需要使用的玻璃儀器有 .
(2)在“除雜Ⅰ”步驟中,需再加入適量H2O2溶液的目的是 .為使Fe(OH)3、Al(OH)3沉澱完全,而Zn(OH)2不沉澱,應控制溶液的pH範圍為 .為控制上述PH範圍可選擇加入的試劑或*品是 .
A.ZnO B.氨水 C.固體NaOH D.ZnCO3
(3)在“除雜Ⅱ”步驟中,加入Zn粉的作用是 .“*作A”的名稱是 .
(4)常温下,已知Ksp〔Cu(OH)2〕=2×10﹣20,某CuSO4溶液裏c(Cu2+)=0.02mol•L﹣1,如果要生成Cu(OH)2沉澱,則應調整溶液pH大於 .
【回答】
【考點】物質分離和提純的方法和基本*作綜合應用.
【專題】實驗設計題.
【分析】冶煉鋅廢渣中的鋅(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等雜質),加入硫*通入空氣*浸過濾後得到濾液含有Zn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+,加入過氧化*氧化亞鐵離子為鐵離子,調節溶液PH使鐵離子、鋁離子全部沉澱,過濾後濾液中加入鋅除去銅離子,過濾得到硫*鋅溶液,加熱蒸發,濃縮結晶,過濾洗滌得到ZnSO4•6H2O晶體;
(1)依據過濾**作需要的玻璃儀器;
(2)過氧化*是綠*氧化劑氧化亞鐵離子為鐵離子,通過調節溶液PH除去鐵離子、鋁離子而*氧化鋅不沉澱,結合圖表數據判斷需要的PH和試劑,注意加入物質能調節溶液PH,不能引入新的雜質;
(3)分析可知加入鋅還原銅離子除去,硫*鋅溶液得到晶體的方法是利用加熱蒸發濃縮,冷卻結晶得到;
(4)依據沉澱的溶度積計算;
【解答】解:冶煉鋅廢渣中的鋅(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等雜質),加入硫*通入空氣*浸過濾後得到濾液含有Zn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+,加入過氧化*氧化亞鐵離子為鐵離子,調節溶液PH使鐵離子、鋁離子全部沉澱,過濾後濾液中加入鋅除去銅離子,過濾得到硫*鋅溶液,加熱蒸發,濃縮結晶,過濾洗滌得到ZnSO4•6H2O晶體;
(1)上述工藝流程中多處涉及“過濾”,實驗室中過濾*作需要使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗;
故*為:燒杯、玻璃棒、漏斗;
(2)在“除雜Ⅰ”步驟中,需再加入適量H2O2溶液的目的是將Fe2+完全氧化為Fe3+,便於完全沉澱;依據圖表數據分析,為使Fe(OH)3、Al(OH)3沉澱完全,而Zn(OH)2不沉澱,應控制溶液的pH範圍為5.2~5.4;為控制上述PH範圍可選擇加入的試劑或*品不能引入新的雜質,氨水會引入銨根離子,固體*氧化*會引入*離子,ZnO、ZnCO3,會降低溶液PH且不引入新的雜質;
故*為:將Fe2+完全氧化為Fe3+,5.2~5.4;AD;
(3)在“除雜Ⅱ”步驟中,加入Zn粉的作用是除去溶液中的Cu2+.“*作A”的名稱是硫*鋅溶液得到晶體的方法是利用加熱蒸發濃縮,冷卻結晶得到;
故*為:除去溶液中的Cu2+;冷卻結晶;
(4)常温下,已知Ksp〔Cu(OH)2〕=2×10﹣20,某CuSO4溶液裏c(Cu2+)=0.02mol•L﹣1,如果要生成Cu(OH)2沉澱,Q≥Ksp,Ksp〔Cu(OH)2〕=c(Cu2+)×c2(OH﹣)=2×10﹣20,c(OH﹣)===10﹣9mol/L,c(H+)=10﹣5mol/L,PH=5,則應調整溶液pH大,5;
故*為:5;
【點評】本題考查了物質分離實驗過程和分離原理的理解應用,除雜試劑選擇和提純物質方法,沉澱溶解平衡的計算應用,掌握基礎是關鍵,題目難度中等.
知識點:電離平衡 水解平衡
題型:綜合題