Question

【題目】活性氧化鋅在橡膠、化工、涂料、陶瓷、醫(yī)藥、電子等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，下圖是以含鋅銅煙塵（火法煉銅的副產(chǎn)品，主要成分是ZnO、CuO和FeO）制備活性氧化鋅的工藝流程：
已知：含鋅銅煙塵經(jīng)過預(yù)處理后的主要成分是ZnO，還含有少量的CuO和Fe2O3 ．
（1）溶解池中待固體全部溶解后，加入鋅粉的作用有： ①將Fe3+還原為Fe2+；
②；
③調(diào)節(jié)溶液的pH．
（2）檢驗(yàn)溶解池中Fe3+已全部被還原為Fe2+的實(shí)驗(yàn)方法是 ．
（3）反應(yīng)池中的溫度控制在90～95℃，沉淀B為氫氧化物，反應(yīng)池中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ．
（4）沉淀池中得到的沉淀化學(xué)式可以表示為aZnCO3bZn（OH）2cH2O（a、b、c均為整數(shù)）．某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了確定其組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：稱取3.59g沉淀進(jìn)行焙燒，將焙燒過程中產(chǎn)生的氣體依次通過足量的濃硫酸和堿石灰，它們分別增重0.72g和0.44g．通過計(jì)算確定該沉淀的組成．（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

【答案】
（1）除去Cu2+
（2）取樣，加入幾滴KSCN溶液，若溶液不出現(xiàn)紅色，則Fe3+已經(jīng)全部被還原
（3）2Fe2++H2O2+4H2O═2Fe（OH）3↓+4H+
（4）解：濃硫酸吸收H2O、堿石灰吸收CO2，n（H2O）= =0.04mol、n（CO2）= =0.01mol，剩余固體為ZnO，n（ZnO）= =0.03mol，根據(jù)原子守恒得（a+b）：a：（b+c）=0.03mol：0.01mol：0.04mol=3：1：4，則a：b：c=1：2：2，所以沉淀的組成為ZnCO32Zn（OH）22H2O，

答：沉淀的組成為ZnCO32Zn（OH）22H2O．

【解析】解：含鋅銅煙塵主要成分是ZnO、CuO和FeO，含鋅銅煙塵經(jīng)過預(yù)處理后的主要成分是ZnO，還含有少量的CuO和Fe2O3 ， 根據(jù)物質(zhì)成分差別知，預(yù)處理過程中FeO被氧化生成Fe2O3 ， 向混合物中加入稀硫酸、鋅粉，發(fā)生反應(yīng)CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O、ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O、CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4、Fe2（SO4）3+Zn=2FeSO4+ZnSO4 ， 分離難溶性固體和溶液采用過濾方法，所以操作a為過濾，濾渣A為Cu，向反應(yīng)池中加入雙氧水，反應(yīng)池中的溫度控制在90～95℃，反應(yīng)池中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2++H2O2+4H2O═2Fe（OH）3↓+4H+ ， 然后過濾得到沉淀B為2Fe（OH）3 ， 向沉淀池中加入碳酸氫銨，得到aZnCO3bZn（OH）2cH2O沉淀，然后過濾得到沉淀和濾液A，將沉淀焙燒得到ZnO；將濾液A蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到硫酸銨晶體，（1）Zn的活潑性大于Cu，所以Zn置換出Cu而除去Cu2+ ， 所以答案是：除去Cu2+；（2）鐵離子用KSCN檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)方法為：取樣，加入幾滴KSCN溶液，若溶液不出現(xiàn)紅色，則Fe3+已經(jīng)全部被還原，所以答案是：取樣，加入幾滴KSCN溶液，若溶液不出現(xiàn)紅色，則Fe3+已經(jīng)全部被還原；（3）根據(jù)分析可知，反應(yīng)池中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2++H2O2+4H2O═2Fe（OH）3↓+4H+ ， 所以答案是：2Fe2++H2O2+4H2O═2Fe（OH）3↓+4H+；