Question

從粗產(chǎn)品硫酸鋅固體除去鐵、銅、鎘等可溶性硫酸鹽，從而得到純凈的硫酸鋅，實(shí)驗(yàn)流程如下：

沉淀物

Zn（OH）2

Fe（OH）2

Fe（OH）3

Cu（OH）2

Cd（OH）2

Mn（OH）2

pH值

8.0

9.7

3.2

6.7

9.4

10.4

部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH參見(jiàn)上表，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）“酸浸”步驟中，為提高鋅的浸出率，可采取的措施有

 

．“酸浸”時(shí)適當(dāng)補(bǔ)充少量水的原因是

 

．
（2）濾液I加入酸性KMnO₄所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．加入ZnO的原因是

 

．
（3）濾渣III的成份主要是

 

．
（4）從濾液III得到晶體的操作過(guò)程為

 

、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾冼滌、小心干燥．

Answer 1

分析：（1）提高浸出率可從提高浸出速率和增加浸出時(shí)間兩方面采取措施，“酸浸”要盡量降低目標(biāo)產(chǎn)物的損失；
（2）酸性KMnO₄可把亞鐵離子氧化生成鐵離子，調(diào)節(jié)PH值使得鐵離子水解近乎完全而除掉鐵離子；
（3）利用金屬的置換原理除掉Mn²⁺、Cu²⁺、Cd ²⁺；
（4）溶液得到晶體實(shí)驗(yàn)操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶．

解答：解：（1）“酸浸”步驟中，為提高鋅的浸出率可從提高浸出速率和增加浸出時(shí)間兩方面采取措施，浸出速率越大、浸出時(shí)間越長(zhǎng)浸出率越高，加熱升高溫度、增大硫酸濃度、攪拌均可提高浸出速率，“酸浸”要盡量降低目標(biāo)產(chǎn)物的損失，因此“酸浸”時(shí)適當(dāng)補(bǔ)充少量水的原因防止硫酸鋅中從溶液中析出而損失，故答案為：增大硫酸濃度或加熱升高溫度或邊加硫酸邊攪拌或增加浸出時(shí)間；防止硫酸鋅中從溶液中析出；
（2）酸性KMnO₄具有強(qiáng)氧化性，可以把氧化亞鐵離子氧化為鐵離子，本身被還原為Mn²⁺，離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，因?yàn)镕e³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，降低H⁺濃度可以使水解平衡正向移動(dòng)，同時(shí)還要考慮不能引入新的雜質(zhì)，所以加入ZnO，利用ZnO+2H⁺=Zn²⁺+H₂O不斷降低H⁺濃度使Fe³⁺水解幾近完全而除掉，故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；因?yàn)镕e³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，ZnO+2H⁺=Zn²⁺+H₂O，加入ZnO能促進(jìn)Fe³⁺水解生成Fe（OH）₃而除去；
（3）濾液II 中含有的雜質(zhì)離子有 Mn²⁺、Cu²⁺、Cd ²⁺，利用較活潑金屬可把較不活潑金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)的原理，從而達(dá)到除去三種雜質(zhì)離子的目的，
故答案為：Mn、Cd、Cu；
（4）溶液得到晶體實(shí)驗(yàn)操作為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，故答案為：蒸發(fā)濃縮．

點(diǎn)評(píng)：本題考察學(xué)生提純實(shí)驗(yàn)操作、離子除雜設(shè)計(jì)氧化還原反應(yīng)、鹽類水解、金屬置換反應(yīng)等化學(xué)反應(yīng)原理，掌握上述化學(xué)反應(yīng)原理是解題關(guān)鍵．