Question

【題目】工業(yè)上利用粗ZnO(含FeO、CuO)制取金屬鋅的流程如下（部分步驟省略）：

已知：幾種離子形成氫氧化物沉淀時(shí)的pH如下表：

待沉淀的離子	Fe2＋	Fe3＋	Zn2＋	Cu2＋
開(kāi)始沉淀時(shí)pH	6.3	1.5	6.2	5.2
沉淀完全時(shí)pH	9.7	3.2	8.0	6.4

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)酸浸粗氧化鋅的過(guò)程中，為了加快酸浸速率，可采取的措施有______________ (寫(xiě)出一點(diǎn)即可)。

(2)步驟A的目的是將Fe2＋氧化為Fe3＋，并全部形成Fe(OH)3沉淀，為了暫不形成Cu(OH)2、Zn(OH)2，該步驟需控制溶液pH的范圍是______________，該步驟中加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________。

(3)步驟D的操作名稱為________________________________________________。

(4)由粗ZnO制取單質(zhì)鋅的另一種方法是將粗ZnO（含FeO、CuO）溶于NaOH溶液，ZnO全

部轉(zhuǎn)化為Na2[Zn(OH)4]溶液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________；然后將FeO、CuO過(guò)濾除去；再用惰性電極電解該濾液，陽(yáng)極上逸出無(wú)色無(wú)味氣體，陰極上析出鋅，則陰極電極反應(yīng)式為_____________________________________________。

Answer 1

【答案】將粗氧化鋅粉碎成細(xì)顆粒、適當(dāng)增加硫酸的濃度、適當(dāng)升高溫度（任寫(xiě)一點(diǎn)）3.2≤pH＜5.22Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O過(guò)濾ZnO＋2NaOH＋H2O===Na2[Zn(OH)4] [Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－

【解析】

(1)根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，酸浸粗氧化鋅的過(guò)程中，為了加快酸浸速率，可采取的措施有將粗氧化鋅粉碎成細(xì)顆粒、適當(dāng)增加硫酸的濃度、適當(dāng)升高溫度等，故答案為：將粗氧化鋅粉碎成細(xì)顆粒(或適當(dāng)增加硫酸的濃度、適當(dāng)升高溫度等)；

(2)氫氧化鐵沉淀時(shí)的pH是1.48～3.2，Zn(OH)2沉淀時(shí)的pH為6.2～8.0；和Cu(OH)2沉淀時(shí)的pH為5.2～6.4，因此將Fe2＋氧化為Fe3＋，并全部形成Fe(OH)3沉淀，為了暫不形成Cu(OH)2、Zn(OH)2，該步驟需控制溶液pH的范圍為3.2≤pH＜5.2，加入H2O2，發(fā)生過(guò)氧化氫氧化亞鐵離子的反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，故答案為：3.2≤pH＜5.2；2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；

(3)步驟C中加入鋅，發(fā)生鋅和硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸鋅，從混合物中分離得到銅的方法為過(guò)濾，故答案為：過(guò)濾；

(4)由粗ZnO制取單質(zhì)鋅的另一種方法是將粗ZnO(含FeO、CuO)溶于NaOH溶液，ZnO全部轉(zhuǎn)化為Na2[Zn(OH)4]溶液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnO＋2NaOH＋H2O=Na2[Zn(OH)4]；然后將FeO、CuO過(guò)濾除去；再用惰性電極電解該濾液，陽(yáng)極上逸出無(wú)色無(wú)味氣體，陰極上析出鋅，則陰極電極反應(yīng)式為[Zn(OH)4]2－＋2e－=Zn＋4OH－，故答案為：ZnO＋2NaOH＋H2O=Na2[Zn(OH)4]；[Zn(OH)4]2－＋2e－=Zn＋4OH－。