Question

某科研小組設計出利用工業(yè)廢酸（10%H₂SO₄）來堆浸某廢棄的氧化銅鋅礦的方案，實現(xiàn)廢物綜合利用，方案如圖所示．

已知：各離子開始沉淀及完全沉淀時的pH如下表所示．

離子	開始沉淀時的pH	完全沉淀時的pH
Fe2+	6.34	9.7
Fe3+	1.48	3.2
Zn2+	6.2	8.0

請回答下列問題：
（1）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：K_sp（CuS）______ K_sp（ZnS）（選填“＞”“＜”或“=”）．
（2）物質(zhì)A可使用下列物質(zhì)中的______．
A．KMnO₄　　 B．O₂　　　C．H₂O₂　　　D．Cl₂
（3）除鐵過程中加入氨水的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，pH應控制在______范圍之間．
（4）物質(zhì)B可直接用作氮肥，則B的化學式是______．
（5）除鐵后得到的Fe（OH）₃可用KClO溶液在堿性環(huán)境將其氧化得到一種高效的多功能水處理劑--K₂FeO₄，寫出該反應的離子方程式______．

Answer 1

解：（1）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：K_sp（CuS）＜K_sp（ZnS），故答案為：＜；
（2）除鐵過程中加入A和氨水，使亞鐵離子變成氫氧化鐵沉淀，故A應為氧化劑，考慮不引入新的雜質(zhì)，應選BC，故答案為：BC；
（3）從圖表數(shù)據(jù)可知，鐵離子沉淀完全的PH為3.2，鋅離子開始沉淀的PH為6.2．故除鐵PH范圍為：3.2～6.2；
（4）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；
（5）由題給信息可知，反應物為2Fe（OH）₃、ClO^-、OH^-，生成物之一為FeO₄^2-，因鐵在反應中化合價升高，故氯的化合價降低，故另一產(chǎn)物為Cl^-，根據(jù)元素守恒，還有水是產(chǎn)物．根據(jù)化合價升降法配平此方程式為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
分析：（1）相同條件下，溶解度大的物質(zhì)先溶解；
（2）考慮除雜過程不引入新的雜質(zhì)；
（3）PH的范圍應是使鐵沉淀完全而鋅不沉淀；
（4）結合題給信息利用工業(yè)廢酸和氮肥考慮；
（5）從題給信息寫出反應物和生成物，配平即可．
點評：本題屬于工藝流程圖方面題目．要搞清實驗目的和題給信息，結合流程和題目設問正確解題．