Question

【題目】從廢電池外殼中回收鋅（鋅皮中常有少量鐵、外表沾有NH4Cl、ZnCl2、MnO2等雜 質），制取ZnSO4·7H2O可以采取如下工藝流程：

已知：①Zn(OH)2和Al(OH)3化學性質相似；②金屬氫氧化物沉淀的pH：

氫氧化物	開始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Zn(OH)2	5.7	8.0
Fe(OH)3	2.7	3.7

請回答下列問題：

（1） “酸溶”時，為了提高酸溶速率，可采取的的措施有：______________(任答一點)。

（2）“氧化”時，酸性濾液中加入NaNO2反應的離子方程式為______________。

（3） “氧化”時，為了減少污染，工業上常用H2O2替代NaNO2。

①若參加反應的NaNO2為0.2 mol，對應則至少需要加入10%H2O2溶液_______________mL(密度近似為1g·cm-3)。

②該過程中加入的H2O2需多于理論值，原因除了提高另外反應物的轉化率外，還可能是_____________。

（4） “調節pH”時，若pH＞8則造成鋅元素沉淀率降低，其原因可能是________________。

（5）將濾渣A溶于適量稀硫酸，調節溶液pH，過濾，將濾液蒸發濃縮，冷卻結晶析出ZnSO4·7H2O晶體。則該過程中需調節溶液pH的范圍為_____________。

Answer 1

【答案】 將廢鋅皮粉碎（或升高溫度；適當提高硫酸濃度；攪拌） Fe2++NO2-+2H+ =Fe3++NO↑+ H2O 34 Fe3+（或Fe2+）催化分解雙氧水 堿性過強，氫氧化鋅可能溶解 3.7≤pH<5.7

【解析】本題主要考查對于“制取ZnSO4·7H2O工藝流程”的評價。

（1） “酸溶”時，為了提高酸溶速率，可采取的的措施有：將廢鋅皮粉碎（或升高溫度、適當提高硫酸濃度、攪拌）。

（2） “氧化”時，酸性濾液中加入NaNO2，形成的硝酸將亞鐵離子氧化為鐵離子，反應的離子方程式為Fe2++NO2-+2H+ =Fe3++NO↑+ H2O。

（3） ①若參加反應的NaNO2為0.2 mol，2NaNO2～H2O2～2e-，則至少需要加入10%H2O2溶液34mL(密度近似為1g·cm-3)。

②該過程中加入的H2O2需多于理論值，原因除了提高另外反應物的轉化率外，還可能是Fe3+（或Fe2+）催化分解雙氧水。

（4）已知氫氧化鋅具有兩性，“調節pH”時，若pH＞8則造成鋅元素沉淀率降低，其原因可能是堿性過強，氫氧化鋅可能溶解。

（5）該過程中將氫氧化鐵過濾除去，同時保證鋅Zn2+不沉淀，所以需調節溶液pH的范圍為3.7≤pH<5.7。。