Question

【題目】某科研小組設(shè)計(jì)出利用工業(yè)廢酸(稀硫酸)來(lái)浸取某廢棄的氧化銅鋅礦的方案，實(shí)現(xiàn)廢物綜合利用，方案如圖所示。

已知：各離子開(kāi)始沉淀及完全沉淀時(shí)的pH如表所示：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）在“酸浸”步驟中，為提高浸出速率，除通入空氣“攪拌”外，還可采取的措施是(任寫(xiě)一點(diǎn)即可)____。

（2）物質(zhì)A最好使用下列物質(zhì)中的___（填選項(xiàng)序號(hào)）。

A．KMnO4 B．H2O2 C．HNO3

（3）除鐵過(guò)程中加入氨水的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，pH應(yīng)控制在____范圍之間，寫(xiě)出生成氫氧化鐵的離子方程式：_____。

（4）物質(zhì)B可直接用作氮肥，則B的化學(xué)式是____。

（5）除鐵后得到的氫氧化鐵可用次氯酸鉀溶液在堿性環(huán)境將其氧化得到一種高效的多功能處理劑(K2FeO4)，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：____。

Answer 1

【答案】加熱升高溫度，或增大酸的濃度、將氧化銅鋅礦粉碎等 B 3.2～6.2 2Fe2++4NH3H2O+H2O2=2Fe（OH）3↓+4NH4+ (NH4)2SO4 2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2FeO42-＋3Cl－＋5H2O

【解析】

氧化銅鋅礦經(jīng)廢酸浸取后過(guò)濾，可以得到硫酸銅、硫酸鋅溶液；向酸浸溶液中加鐵可還原出銅，經(jīng)過(guò)濾可得到銅和硫酸亞鐵、硫酸鋅的混合液；然后加入A和氨水，將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而除去；后向?yàn)V液中加入氨水將鋅離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鋅，最后焙燒，堿式碳酸鋅受熱分解得到氧化鋅，據(jù)以上分析進(jìn)行解答。

（1）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多，要提高氧化銅礦的酸浸速率，可采用的措施：升高溫度、增大酸的濃度、將礦石粉碎等；

故答案是：加熱升高溫度，或增大酸的濃度、將氧化銅鋅礦粉碎等；

（2）除鐵過(guò)程中加入A和氨水，使亞鐵離子變?yōu)闅溲趸�鐵沉淀，故A應(yīng)為氧化劑；且考慮加入A不引入新雜質(zhì)，KMnO4做氧化劑引入雜質(zhì)錳離子，HNO3做氧化劑的還原產(chǎn)物對(duì)環(huán)境有危害，還引入雜質(zhì)硝酸根離子，而雙氧水的還原產(chǎn)物為水，不引入新雜質(zhì)，綠色的氧化劑；

故答案選B。

（3）從圖表中數(shù)據(jù)可知，鐵離子沉淀完全的pH為3.2，鋅離子開(kāi)始沉淀的pH為6.2，故除去鐵的pH應(yīng)控制在3.2～6.2 范圍之間；硫酸亞鐵溶液中加入雙氧水、氨水后，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氫氧化鐵沉淀，離子方程式為：2Fe2++4NH3H2O+H2O2=2Fe(OH)3↓+4NH4+；

故答案是：3.2～6.2；2Fe2++4NH3H2O+H2O2=2Fe(OH)3↓+4NH4+；

（4）因?yàn)樗�用廢酸為硫酸，B又可做氮肥，所以B為(NH4)2SO4；

故答案是：(NH4)2SO4；

（5）根據(jù)信息可知，氫氧化鐵可用次氯酸鉀溶液在堿性環(huán)境將其氧化為K2FeO4，反應(yīng)的離子方程式：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2FeO42-＋3Cl－＋5H2O；

故答案是：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2FeO42-＋3Cl－＋5H2O。