Question

18．氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療．純化工業(yè)級(jí)氧化鋅（含有Fe（Ⅱ），Mn（Ⅱ），Ni（Ⅱ）等雜質(zhì)）的流程如下：
工業(yè)ZnO $→_{①}^{稀H_{2}SO_{4}}$  浸出液$→_{適量高錳酸鉀溶液②}^{調(diào)PH約為5}$$\stackrel{過(guò)濾}{→}$濾液$→_{③}^{Zn}$$\stackrel{過(guò)濾}{→}$濾液$→_{④}^{Na_{2}CO_{3}}$$\stackrel{過(guò)濾}{→}$濾餅$→_{⑤}^{煅燒}$ ZnO
提示：在本實(shí)臉條件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化：高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO₂，下列說(shuō)法不正確的是（　�。�

• A． 反應(yīng)②中除掉的雜質(zhì)離子是Fe²⁺和Mn²⁺
• B． 步驟②加高錳酸鉀前若PH較低則Fe²⁺和Mn²⁺不能除去
• C． 反應(yīng)③的類型為置換反應(yīng)，濾渣中含有鋅和鎳
• D． 反應(yīng)④中的產(chǎn)物成分可能是ZnCO₃．xZn（OH）₂若得到干燥濾餅22.4克，煅燒后可得到產(chǎn)品16.2克，則X=2

Answer 1

分析 純化工業(yè)級(jí)氧化鋅和稀硫酸反應(yīng)導(dǎo)致溶液中存在Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺，向浸出液中加入適量高錳酸鉀溶液并調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，Ni（Ⅱ）不能被氧化，F(xiàn)e²⁺、Mn²⁺被氧化而被除去，同時(shí)溶液中有MnO₂生成，過(guò)濾后，向?yàn)V液中加入Zn過(guò)濾，Zn和Ni²⁺發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Ni，溶液中存在Zn²⁺，向?yàn)V液中加入碳酸鈉溶液，生成碳酸鋅沉淀，煅燒碳酸鋅沉淀生成ZnO，
A．根據(jù)題意，Ni（Ⅱ）不能被氧化，反應(yīng)②中除掉的雜質(zhì)離子是Fe²⁺和Mn²⁺；
B．根據(jù)MnO₄^-+具有氧化性，能將Fe²⁺和Mn²⁺氧化，根據(jù)電子得失進(jìn)行配平；加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無(wú)法除去鐵和錳雜質(zhì)；
C．反應(yīng)③為鋅與鎳離子的發(fā)生反應(yīng)得到鋅離子和鎳；得到的濾渣中，除了過(guò)量的鋅外還有金屬鎳；
D．根據(jù)關(guān)系式ZnCO₃•xZn（OH）₂～（x+1）ZnO來(lái)計(jì)算．

解答 解：純化工業(yè)級(jí)氧化鋅和稀硫酸反應(yīng)導(dǎo)致溶液中存在Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺，向浸出液中加入適量高錳酸鉀溶液并調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，Ni（Ⅱ）不能被氧化，F(xiàn)e²⁺、Mn²⁺被氧化而被除去，同時(shí)溶液中有MnO₂生成，過(guò)濾后，向?yàn)V液中加入Zn過(guò)濾，Zn和Ni²⁺發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Ni，溶液中存在Zn²⁺，向?yàn)V液中加入碳酸鈉溶液，生成碳酸鋅沉淀，煅燒碳酸鋅沉淀生成ZnO，
A．根據(jù)題意，Ni（Ⅱ）不能被氧化，反應(yīng)②中除掉的雜質(zhì)離子是Fe²⁺和Mn²⁺，發(fā)生的離子方程式為MnO₄^-+3Fe²⁺+7H₂O=3Fe（OH）₃↓+MnO₂↓+5H⁺、2MnO₄^-+3Mn²⁺+2H₂O=5MnO₂↓+4H⁺，故A正確；
B．加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無(wú)法除去鐵和錳雜質(zhì)，故B正確；
C．反應(yīng)③為鋅與鎳離子的發(fā)生反應(yīng)得到鋅離子和鎳，反應(yīng)類型為置換反應(yīng)；得到的濾渣中，除了過(guò)量的鋅外還有金屬鎳，故C正確；
D．根據(jù)關(guān)系式ZnCO₃•xZn（OH）₂ ～（x+1）ZnO
                125+99x                    81（x+1）
                22.4g                            16.2g
解得：x=1，故D錯(cuò)誤，
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的分離和提純，側(cè)重考查學(xué)生分析問(wèn)題、解答問(wèn)題能力，明確流程圖中各個(gè)步驟發(fā)生的反應(yīng)及溶液中存在的微粒，知道常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，題目難度中等．