Question

【題目】硫酸鋅可用于制造鋅鋇白、印染媒染劑等。用鋅白礦(主要成分為ZnO，還含有Fe2O3、CuO、SiO2等雜成) 制備ZnSO4 ·7H2O的流程如下。

相關金屬離了生成氫氧化物沉淀的pH (開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol·L-1計算）如下表：

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Fe2+	5.8	8.8
Zn2+	6.4	8.0

(1)“濾渣1”的主要成分為_________(填化學式）。“酸浸”過程中，提高鋅元素浸出率的措施有：適當提高酸的濃度、______________(填一種)。

(2)“置換”過程中，加入適量的鋅粉，除與溶液中的Fe3+，H+反應外，另一主要反應的化學方程式為__________________________。

(3)“氧化”一步中，發(fā)生氧化還原反應的離子方程式為_______________________。溶液pH控制在[3.2，6.4)之間的目的是_______________________________。

(4)“母液”中含有的鹽類物質(zhì)有_________ (填化學式）。

(5)ZnSO4 ·7H2O可用于配制鐵件上鍍鋅電鍍池的電解液，下列說法不正確的是_______

A.配制一定物質(zhì)的量濃度ZnSO4溶液時必需的玻璃儀器為容量瓶、燒杯、玻璃棒

B.電鍍池的陽極為鐵件

C.陰極質(zhì)量增加65g時，理論上導線中通過2mol電子

D.電鍍過程中電解質(zhì)溶液的濃度不變

Answer 1

【答案】SiO2 粉碎鋅白礦（或充分攪拌漿料、適當加熱等） Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4 3Fe2++MnO4-+7ZnO+9H+═3Fe(OH)3↓+MnO2↓+7Zn2+ 使Fe3+沉淀完全，而Zn2+不沉淀MnO4-變?yōu)镸nO2沉淀，避免引入雜質(zhì) ZnSO4、K2SO4 AB

【解析】

鋅白礦(主要成分為ZnO，還含有Fe2O3、CuO、SiO2等雜成) 加稀硫酸溶解，SiO2不溶，過濾，濾渣1為SiO2，濾液中含有硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鐵，加入鋅粉發(fā)生置換反應：Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4、Zn+Fe2(SO4)3═2FeSO4+ZnSO4 ，濾渣2為銅與過量的鋅粉，濾液中再加高錳酸鉀溶液、純ZnO與亞鐵離子反應生成MnO2和氫氧化鐵沉淀，過濾，濾液為硫酸鋅，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到ZnSO4·7H2O晶體，以此解答該題。

(1)鋅白礦加稀硫酸溶解，SiO2不溶，過濾，濾渣1為SiO2；“酸浸”過程中，提高鋅元素浸出率的措施有：適當提高酸的濃度、粉碎鋅白礦(或充分攪拌漿料、適當加熱等)；
因此，本題正確答案是：SiO2；粉碎鋅白礦(或充分攪拌漿料、適當加熱等)；
(2)“置換”過程中，加入適量的鋅粉，發(fā)生置換反應：Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4、Zn+Fe2(SO4)3═2FeSO4+ZnSO4 ；

因此，本題正確答案是：Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4；
(3)“氧化”一步中，高錳酸鉀溶液、純ZnO與亞鐵離子反應生成MnO2和氫氧化鐵沉淀，發(fā)生反應的離子方程式為3Fe2++MnO4-+7ZnO+9H+═3Fe(OH)3↓+MnO2↓+7Zn2+；由表知溶液pH控制在[3.2，6.4)之間的目的是使Fe3+沉淀完全，而Zn2+不沉淀，MnO4-變?yōu)?/span>MnO2沉淀，避免引入雜質(zhì)；
因此，本題正確答案是：3Fe2++MnO4-+7ZnO+9H+═3Fe(OH)3↓+MnO2↓+7Zn2+；使Fe3+沉淀完全，而Zn2+不沉淀，MnO4-變?yōu)?/span>MnO2沉淀，避免引入雜質(zhì)；
(4)鋅離子、鉀離子、硫酸根離子未除去，“母液”中含有的鹽類物質(zhì)有ZnSO4、K2SO4；
因此，本題正確答案是：ZnSO4、K2SO4；

(5)A.配制一定物質(zhì)的量濃度ZnSO4溶液時必需的玻璃儀器為容量瓶、燒杯、玻璃棒和膠頭滴管，故A錯誤；

B.電鍍時，鐵件作陰極，鍍層金屬作陽極，含鍍層金屬離子的溶液作電解液，故B錯誤；

C.鍍鋅時，陰極反應為Zn2++2e-=Zn，當陰極質(zhì)量增加65g時，理論上導線中通過2mol電子，故C正確；

D. 鍍鋅時，陰極反應為Zn2++2e-=Zn，陽極反應式為Zn-2e-= Zn2+，所以電鍍過程中電解質(zhì)溶液的濃度不變，故D正確。

因此，本題正確答案是：AB。