- 试题详情及答案解析
- （12分）某科研小组设计出利用工业废酸（稀H2SO4）来浸取某废弃的氧化铜锌矿的方案，实现废物综合利用，方案如下图所示。
已知：各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。
离子
| 开始沉淀时的pH
| 完全沉淀时的pH
|
Fe2+
| 6.34
| 9.7
|
Fe3+
| 1.48
| 3.2
|
Zn2+
| 6.2
| 8.0
|
请回答下列问题：
（1）在“酸浸”步骤中，为提高浸出速率，除通入空气“搅拌”外，还可采取的措施是 。（任写一点即可）
（2）氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下：
Ksp(CuS) Ksp(ZnS)（选填“>”“<”或“=”）。
（3）物质A最好使用下列物质中的 。
A．KMnO4 B．空气 C．HNO3 D．NaClO
（4）除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH，pH应控制在 范围之间。
（5）物质B可直接用作氮肥，则B的化学式是 。
（6）除铁后得到的Fe(OH)3可用KClO溶液在碱性环境将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂——K2FeO4，写出该反应的离子方程式 。- 答案：（1）适当升高温度（或增大酸浓度、将氧化铜锌矿粉碎等）（2）﹤ （3）B
（4）3.2≦pH﹤6.2或3.2～6.2 （5）(NH4)2SO4 （6）2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O - 试题分析：（1）在“酸浸”步骤中，为提高浸出速率，除通入空气“搅拌”外，还可采取的措施是适当升高温度或增大酸浓度、将固体氧化铜锌矿粉碎等；
（2）物质的溶解度越大，在反应时越容易进行反应。因此氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，说明在相同温度下：Ksp(CuS) <Ksp(ZnS)；
（3）由于Fe2+、Zn2+形成沉淀的溶液的pH很接近，不容易分离，所以在过程中要把Fe2+氧化为Fe3+，但是在氧化过程中不能引入新的杂质离子，所以加入的物质A最好是空气，选B。
（4）除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH，pH应控制在Fe3+沉淀完全的pH=3.2和Zn2+开始形成沉淀的pH=6.2之间，即3.2≤pH<6.2；
（5）由于在操作过程中加入了硫酸、氨水，所以产生的可直接用作氮肥物质B是(NH4)2SO4；
（6）除铁后得到的Fe(OH)3可用KClO溶液在碱性环境将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂—K2FeO4，根据氧化还原反应中的电子守恒、原子守恒可得该反应的离子方程式是2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。
考点：考查影响化学反应速率的因素、物质溶解度大小的比较、试剂的选择与使用、反应条件选择等知识。