Question

工業(yè)上常回收冶煉鋅廢渣中的鋅（含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO、Al₂O₃等雜質(zhì)），并用來生產(chǎn)Zn（NO₃）₂?6H₂O晶體，其工藝流程為：

有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氫氧化物	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Zn（OH）2
開始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2	5.4
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7	8.0

（1）在“酸浸”步驟中，為提高鋅的浸出速率，除通入空氣“攪拌”外，還可采取的措是

適當升高反應(yīng)溫度

．
（2）上述工藝流程中多處涉及“過濾”，實驗室中過濾操作需要使用的玻璃儀器有

燒杯、玻璃棒、漏斗

．
（3）在“除雜I”步驟中，需再加入適量H₂O₂溶液，H₂O₂與Fe²⁺反應(yīng)的離子方程式為

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O

．為使Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀完全，而Zn（OH）₂不沉淀，應(yīng)控制溶液的pH范圍為

5.2～5.4

．檢驗Fe³⁺是否沉淀完全的實驗操作是

靜置片刻，取少量上層清液，滴加KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，表明Fe³⁺沉淀完全

．
（4）加入Zn粉的作用是

除去溶液中的Cu²⁺

．“操作A”的名稱是

冷卻結(jié)晶

．
（5）在0.10mol?L^-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌，有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當pH=8時，溶液的c（Cu²⁺）濃度為

2.2×10^-8

（K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）．

Answer 1

分析：（1）從溫度、濃度、增大接觸面積等分析增大反應(yīng)速率；
（2）過濾操作使用漏斗、燒杯、玻璃棒等儀器；
（3）H₂O₂與Fe²⁺發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子；根據(jù)沉淀和pH表分析控制溶液的pH，利用鐵離子與KSCN反應(yīng)出現(xiàn)血紅色來檢驗鐵離子是否存在；
（4）Zn與溶液中銅離子反應(yīng)，冷卻結(jié)晶得到Zn（NO₃）₂?6H₂O晶體；
（5）當pH=8時，c（OH^-）=10^-6mol/L，利用K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20計算溶液的c（Cu²⁺）．

解答：解：（1）因適當升高反應(yīng)溫度（或增大硝酸濃度、將鋅廢渣粉碎等）可提高鋅的浸出速率，故答案為：適當升高反應(yīng)溫度；
（2）過濾操作使用漏斗、燒杯、玻璃棒等玻璃儀器，還需要鐵架臺等，故答案為：燒杯、玻璃棒、漏斗；
（3）“除雜I”步驟中，需再加入適量H₂O₂溶液，H₂O₂與Fe²⁺反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，由表格中的數(shù)據(jù)可知，氫氧化鋅開始沉淀的pH為5.4，氫氧化鋁完全沉淀的pH為5.2，則為使Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀完全，而Zn（OH）₂不沉淀，應(yīng)控制溶液的pH范圍為5.2～5.4，又鐵離子與KSCN反應(yīng)出現(xiàn)血紅色，則靜置片刻，取少量上層清液，滴加KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，表明Fe³⁺沉淀完全，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；5.2～5.4；靜置片刻，取少量上層清液，滴加KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，表明Fe³⁺沉淀完全；
（4）由流程圖及離子沉淀的pH，則加入Zn粉的作用除去溶液中的Cu²⁺，除雜后的溶液加熱濃縮后、冷卻結(jié)晶得到晶體，故答案為：除去溶液中的Cu²⁺；冷卻結(jié)晶；
（5）當pH=8時，c（OH^-）=10^-6mol/L，由K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20可知溶液的c（Cu²⁺）=

2.2×10-20

(10-6)2

=2.2×10^-8，故答案為：2.2×10^-8．

點評：本題考查晶體的制備及混合物的分離、提純，注意已知信息與所學(xué)知識的結(jié)合來分析解答問題，除雜流程及表格數(shù)據(jù)是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．