题目

题型：不详难度：来源：

（14分））某科研小组设计出利用工业废酸（10%H₂SO₄）来堆浸某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO的方案，实现废物综合利用，方案如下图所示。

已知：298K时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）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，这是由于相同温度下：K_sp（CuS）        K_sp（ZnS）（选填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）你认为在除铁过程中选用下列物质中的    （填序号）作为试剂甲是比较合适的。
A．KMnO₄          B．O₂           C．H₂O₂              D．Cl₂
（3）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。
（4）请写出加甲物质后，加入氨水控制调节溶液的pH下生成Fe（OH）₃反应的离子方
程式                                                  。
（5）298K时，残留在乙溶液中的c（Fe^3＋）在 __          mol/L以下。
[Fe（OH）₃的= 2．70×10^-39]
（6）乙的溶液可直接用作氮肥，则乙的化学式是          。
（7）请写出“沉淀Zn²⁺”步骤中发生反应的化学方程式                        。

答案

（14分）
（1）＜    （2分）
（2）B C   （2分）
（3）3．2~6．2   （2分）
（4）Fe³⁺+3NH₃·H₂O ="==" Fe（OH）₃↓+3 NH₄⁺     （2分）
（5）2．7×10^-21    （2分）
（6）（NH₄）₂SO₄   （2分）
（7）2ZnSO₄ +NH₄HCO₃ +3 NH₃·H₂O="=" Zn₂（OH）₂CO₃ ↓+2（NH₄）₂ SO₄ + H₂O （2分）

解析

（1）在H₂SO₄的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，显然K_sp（CuS）＜K_sp（ZnS）；
（2）除杂的同时不能引入新的杂技，所以A、D不可选，在H₂O₂和O₂的作用下，Fe²⁺被氧化为Fe³⁺离子。
（3）根据298K时各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH分析可知，要将Fe³⁺离子充分沉淀完全，而不能使Zn²⁺沉淀，pH应控制在3．2~6．2 范围之间；
（4）NH₃·H₂O是弱碱，在书写离子方程式时不能拆成离子的形式：
（5）Zn²⁺沉淀的pH应控制在8．0以上，所以，残留在乙溶液中的c（Fe^3＋）≤2．7×10^-21 
（6）乙的溶液可直接用作氮肥主要是含有（NH₄）₂SO₄；
（7）2ZnSO₄ +NH₄HCO₃ +3 NH₃·H₂O="=" Zn₂（OH）₂CO₃ ↓+2（NH₄）₂ SO₄ + H₂O