Question

硫酸鋅是制備熒光粉的原料之一．工業(yè)上由鋅白礦（主要成分是ZnO，還含有Fe₂O₃、CuO、SiO₂等雜質(zhì)）制備ZnSO₄?7H₂O的流程如下：

已知：常溫下，溶液中的Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺以氫氧化物形式開始沉淀的pH分別為：2.7，5.4，7.6；完全沉淀的pH分別為：3.7，6.5，9.7．
（1）下列能提高浸取過程中浸出效率的措施有

 

A．將礦石粉碎   B．提高浸取溫度   C．適當(dāng)增加硫酸的濃度   D．?dāng)嚢璨⑦m當(dāng)延長浸取時(shí)間
ZnO和硫酸反應(yīng)的離子方程式為

 

（2）加入適量鋅粉后溶液中存在的金屬陽離子主要有

 

（3）氧化過程中H₂O₂發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

（4）加入適量Ca（OH）₂調(diào)節(jié)溶液pH至

 

（填范圍），促進(jìn)Fe³⁺水解完全．Fe³⁺水解反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

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Answer 1

考點(diǎn)：硫酸亞鐵的制備

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素；根據(jù)金屬氧化物與酸反應(yīng)生成鹽和水；
（2）根據(jù)鋅能和銅離子、鐵離子反應(yīng)來確定最后的存在離子；
（3）根據(jù)Fe²⁺能被H₂O₂氧化生成Fe³⁺，H₂O₂被還原成水；
（4）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)是平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，注意當(dāng)平衡中有固體物質(zhì)以及水時(shí)，在平衡常數(shù)表達(dá)式中，就不寫固體的濃度，水分子濃度；根據(jù)Ca（OH）₂能和鋅離子發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鋅．

解答：解：（1）根據(jù)升溫、增大物質(zhì)濃度、攪拌等都可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，得出結(jié)論：浸取過程中，為提高浸出效率可采用的措施有：可將礦石粉碎或提高浸取時(shí)的溫度，或適當(dāng)增大酸的濃度、攪拌并適當(dāng)延長浸取時(shí)間等，ZnO與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnO+H₂SO₄（�。┄TZnSO₄+H₂O，即ZnO+2H⁺═Zn²⁺+H₂O；
故答案為：ABCD；ZnO+2H⁺═Zn²⁺+H₂O；
（2）ZnO、Fe₂O₃、CuO、SiO₂等加入稀硫酸溶解后，溶液是硫酸鋅、硫酸鐵、硫酸銅以及剩余的硫酸，其余的不溶物可以過濾除去，加入適量的鋅粉，鋅能和銅離子反應(yīng)生成鋅離子和銅，除去了銅離子，還可以將鐵離子還原為亞鐵離子，此時(shí)溶液中含有的陽離子是Zn²⁺、Fe²⁺，
故答案為：Zn²⁺、Fe²⁺；
（3）Fe²⁺能被H₂O₂氧化生成Fe³⁺，H₂O₂被還原成水，方程式為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（4）根據(jù)常溫下，溶液中的Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺以氫氧化物形式開始沉淀的pH分別為：2.7，5.4，7.6；完全沉淀的pH分別為：3.7，6.5，9.7．所以將離子沉淀，但是鋅離子不沉淀的pH范圍是3.7～5.4，F(xiàn)e³⁺水解反應(yīng)：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）+3H⁺的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

c3(H+)

c(Fe3+)

，故答案為：3.7～5.4；

c3(H+)

c(Fe3+)

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點(diǎn)評(píng)：本題以物質(zhì)的制備為背景，考查了氧化還原反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素、平衡常數(shù)等知識(shí)，難度中等．