某科研小组设计出利用工业废*(10%H2SO4)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿,提取锌、铜元素,实现废物综合利用,方...
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问题详情:
某科研小组设计出利用工业废*(10%H2SO4)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿,提取锌、铜元素,实现废物综合利用,方案如图所示:
已知:各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如表所示。
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)加入A物质的目的是___,物质A可使用下列物质中的___。
4 B.O2 C.H2O2 2
(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)反应生成海绵铜的离子方程式:___。
(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)写出NH4HCO3溶液与Zn2+反应生成Zn2(OH)2CO3的离子方程式:___。
(6)物质B可用作生产化肥,其化学式是___。
【回答】
(1). 将Fe2+氧化成Fe3+,方便后续沉淀时除去 (2). BC (3). < (4). Fe+Cu2+=Fe2++Cu (5). 3.2≤pH<6.2或3.2~6.2 (6). 2Zn2++4HCO3-=Zn2(OH)2CO3↓+H2O +3CO2↑ (7). (NH4)2SO4
【解析】
(1)三价铁离子容易除去,所以要把二价铁离子转化为三价铁离子,考虑除杂过程不引入新的杂质;
(2)相同条件下,溶解度大的物质先溶解;
(3)堆浸后溶液中有铜离子和*离子,加入铁粉后与铜离子和*离子;
(4)pH的范围应是使铁沉淀完全而锌不沉淀;
(5)NH4HCO3溶液与Zn2+反应生成Zn2(OH)2CO3、水和二氧化碳;
(6)结合题给信息利用工业废*和氮肥考虑。
【详解】(1)根据表中数据可知三价铁离子容易除去,所以要将Fe2+氧化成Fe3+,以便除去,选用,除铁过程中加入A和氨水,使亚铁离子变成*氧化铁沉淀,故A应为氧化剂,考虑不引入新的杂质,应选BC,
故*为:将Fe2+氧化成Fe3+,以便除去;BC;
(2)相同条件下,溶解度大的物质先溶解,因在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,则相同温度下:Ksp(CuS)<Ksp(ZnS),故*为:<;
(3)堆浸后溶液中有铜离子和*离子,加入铁粉后与铜离子和*离子,反应生成海绵铜的离子方程式:Fe+Cu2+=Fe2++Cu。
故*: Fe+Cu2+═Fe2++Cu;
(4)从图表数据可知,铁离子沉淀完全的pH为3.2,锌离子开始沉淀的pH为6.2.故除铁pH范围为:3.2~6.2,
故*为:3.2~6.2;
(5)NH4HCO3溶液与Zn2+反应生成Zn2(OH)2CO3、水和二氧化碳,离子方程式:2Zn2++4HCO3-=Zn2(OH)2CO3↓+H2O +3CO2↑ 。
故*为:2Zn2++4HCO3-=Zn2(OH)2CO3↓+H2O +3CO2↑
(6)因所用废*为硫*,B又可作氮肥,所以B为(NH4)2SO4,
故*为:(NH4)2SO4。
【点睛】本题属于工艺流程图方面题目,解题关键:明确实验目和题给信息,结合流程和题目设问正确解题,难点(5)Zn2+和HCO3-双水解生成Zn2(OH)2CO3,按质量守恒定律写出方程。
知识点:金属元素的单质及其化合物
题型:综合题
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