Question

【題目】某廠用閃鋅礦制備鋅及顏料 A(紅棕色固體)的工藝流程如下圖所示。（閃鋅礦的主要成分為 ZnS，同時含有 10％的 FeS 及少量 CuS)

已知:①閃鋅礦在焙燒時會生成副產物 ZnFeO4，ZnFeO4 不溶于水及硫酸。Fe(HSO3)2 難溶于水。②Ksp[Fe(OH)3]＝1×10-39。

完成下列問題

(1)閃鋅礦粉碎的目的是_______________________________________________________。

(2)“濾液 1”中選用足量的 H2O2，理由是_____________________。假設“②調節 pH＂前，濾液 1 中 c(Fe3+)＝1molL-1 ，則 Fe3+ 完全沉淀時的 pH 至少為____________________。(離子濃度≤ 10-6mol·L-1 規為完全除去)。

(3)“濾渣 3”的成分為__________________________________ (寫化學式)。

(4)設計一種檢驗“顏料 A”中是否含有 Fe2+的實驗方案_______________________________________________________。

(5)“氣體 A”與“浸渣 1”反應的化學方程式為_______________________________________________________。

Answer 1

【答案】增大固體不氧氣的接觸面積，提高反應速率。 將Fe2+完全氧化成Fe3+，避免引入雜質 3 Zn和Cu或者Cu 取少量固體A于試管中，加入稀硫酸完全溶解后，滴加酸性KMnO4紫紅色褪色，則含有Fe2+ 4SO2＋ZnFeO4＋2H2O＝Fe(HSO3)2+ ZnSO4＋H2SO4

【解析】

(1)閃鋅礦粉碎的目的是增大固體不氧氣的接觸面積，提高反應速率。

(2)“濾液 1”中選用足量的 H2O2，理由是將 Fe2+完全氧化成 Fe3+，避免引入雜質。假設“②調節 pH前，濾液1中 c(Fe3+)＝1molL-1 ，則Fe3+完全沉淀時，，，，pH = 3。

(3)由于濾液2中加入鋅粉，其主要是將銅離子置換出來，鋅可能可能，因此“濾渣3”的成分為Zn和Cu或者Cu。

(4)設計一種檢驗“顏料A”中是否含有Fe2+的實驗方案，主要將固體A溶于稀硫酸中，再用酸性高錳酸鉀來驗證亞鐵離子。

(5)氣體A為二氧化硫與浸渣1的ZnFeO4反應的化學方程式為4SO2＋ZnFeO4＋2H2O＝Fe(HSO3)2+ ZnSO4＋H2SO4。

(1)閃鋅礦粉碎的目的是增大固體不氧氣的接觸面積，提高反應速率，故答案為：增大固體不氧氣的接觸面積，提高反應速率。

(2)“濾液 1”中選用足量的 H2O2，理由是將 Fe2+完全氧化成 Fe3+，避免引入雜質。假設“②調節 pH前，濾液1中 c(Fe3+)＝1molL-1 ，則Fe3+完全沉淀時，，，，pH = 3，故答案為：將Fe2+完全氧化成Fe3+，避免引入雜質；3。

(3)由于濾液2中加入鋅粉，其主要是將銅離子置換出來，鋅可能可能，因此“濾渣3”的成分為Zn和Cu或者Cu，故答案為：Zn和Cu或者Cu。

(4)設計一種檢驗“顏料A”中是否含有Fe2+的實驗方案，主要將固體A溶于稀硫酸中，再用酸性高錳酸鉀來驗證亞鐵離子，故答案為：取少量固體A于試管中，加入稀硫酸完全溶解后，滴加酸性KMnO4紫紅色褪色，則含有Fe2+。

(5)氣體A為二氧化硫與浸渣1的ZnFeO4反應的化學方程式為4SO2＋ZnFeO4＋2H2O＝Fe(HSO3)2+ ZnSO4＋H2SO4，故答案為：4SO2＋ZnFeO4＋2H2O＝Fe(HSO3)2+ ZnSO4＋H2SO4

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