Question

【題目】某科研小組設(shè)計(jì)出利用工業(yè)廢酸（10%H2SO4）來(lái)堆浸某廢棄的氧化銅鋅礦，提取鋅、銅元素，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。

離子	開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	完全沉淀時(shí)的pH
Fe2＋	6.34	9.7
Fe3＋	1.48	3.2
Zn2＋	6.2	8.0

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）加入A物質(zhì)的目的是___，物質(zhì)A可使用下列物質(zhì)中的___。

A.KMnO4 B.O2 C.H2O2 D.Cl2

（2）氧化銅鋅礦中含有少量的CuS和ZnS，在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，則相同溫度下：Ksp(CuS)___Ksp(ZnS)（選填“＞”“＜”或“＝”）。

（3）反應(yīng)生成海綿銅的離子方程式：___。

（4）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。

（5）寫(xiě)出NH4HCO3溶液與Zn2＋反應(yīng)生成Zn2(OH)2CO3的離子方程式：___。

（6）物質(zhì)B可用作生產(chǎn)化肥，其化學(xué)式是___。

Answer 1

【答案】將Fe2+氧化成Fe3+，方便后續(xù)沉淀時(shí)除去 BC ＜ Fe+Cu2+=Fe2++Cu 3.2≤pH＜6.2或3.2~6.2 2Zn2++4HCO3-=Zn2(OH)2CO3↓+H2O +3CO2↑ (NH4)2SO4

【解析】

（1）三價(jià)鐵離子容易除去，所以要把二價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵離子，考慮除雜過(guò)程不引入新的雜質(zhì)；

（2）相同條件下，溶解度大的物質(zhì)先溶解；

（3）堆浸后溶液中有銅離子和氫離子，加入鐵粉后與銅離子和氫離子；

（4）pH的范圍應(yīng)是使鐵沉淀完全而鋅不沉淀；

（5）NH4HCO3溶液與Zn2＋反應(yīng)生成Zn2(OH)2CO3、水和二氧化碳；

（6）結(jié)合題給信息利用工業(yè)廢酸和氮肥考慮。

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知三價(jià)鐵離子容易除去，所以要將Fe2＋氧化成Fe3＋，以便除去，選用，除鐵過(guò)程中加入A和氨水，使亞鐵離子變成氫氧化鐵沉淀，故A應(yīng)為氧化劑，考慮不引入新的雜質(zhì)，應(yīng)選BC，

故答案為：將Fe2＋氧化成Fe3＋，以便除去；BC；

（2）相同條件下，溶解度大的物質(zhì)先溶解，因在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，則相同溫度下：Ksp（CuS）＜Ksp（ZnS），故答案為：＜；

（3）堆浸后溶液中有銅離子和氫離子，加入鐵粉后與銅離子和氫離子，反應(yīng)生成海綿銅的離子方程式：Fe+Cu2+=Fe2++Cu。

故答案為： Fe+Cu2＋═Fe2＋+Cu；

（4）從圖表數(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．故除鐵pH范圍為：3.2～6.2，

故答案為：3.2～6.2；

（5）NH4HCO3溶液與Zn2＋反應(yīng)生成Zn2(OH)2CO3、水和二氧化碳，離子方程式：2Zn2++4HCO3-=Zn2(OH)2CO3↓+H2O +3CO2↑ 。

故答案為：2Zn2++4HCO3-=Zn2(OH)2CO3↓+H2O +3CO2↑

（6）因所用廢酸為硫酸，B又可作氮肥，所以B為（NH4）2SO4，

故答案為：（NH4）2SO4。