Question

【題目】如圖是閃鋅礦(主要成分是ZnS，含有少量FeS)制備ZnSO4·7H2O的一種工藝流程：閃鋅礦粉→溶浸→除鐵→結(jié)晶→ZnSO47H2O。已知：相關(guān)金屬離子濃度為0.1mol/L時(shí)形成氫氧化物沉淀的pH范圍如表：

金屬離子	Fe3＋	Fe2＋	Zn2＋
開(kāi)始沉淀的pH	1.5	6.3	6.2
沉淀完全的pH	2.8	8.3	8.2

(1)閃鋅礦在溶浸之前會(huì)將其粉碎，其目的是_____________。

(2)溶浸過(guò)程使用過(guò)量的Fe2(SO4)3溶液和H2SO4浸取礦粉，發(fā)生的主要反應(yīng)是：ZnS＋2Fe3＋＝Zn2＋＋2Fe2＋＋S。

①浸出液中含有的陽(yáng)離子包括Zn2＋、Fe2＋、_____________。

②若改用CuSO4溶液浸取，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，也能達(dá)到浸出鋅的目的，寫(xiě)出離子方程式_____________。

(3)工業(yè)除鐵過(guò)程需要控制沉淀速率，因此分為還原和氧化兩步先后進(jìn)行，如圖。還原過(guò)程將部分Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，得到pH小于1.5的溶液。氧化過(guò)程向溶液中先加入氧化物a，再通入O2。下列說(shuō)法正確的是_____________(填序號(hào))。

A. 氧化物a可以是ZnO

B. 濾渣2的主要成分是Fe(OH)2

C. 加入ZnS的量和通入O2的速率都可以控制溶液中的c(Fe3＋)

Answer 1

【答案】增大表面積，提高反應(yīng)速率 Fe3＋、H＋ ZnS＋Cu2＋＝Zn2＋＋CuS AC

【解析】

閃鋅礦(主要成分是ZnS，含有FeS)，加硫酸和Fe2(SO4)3，發(fā)生ZnS+2Fe3+=Zn2++2Fe2++S，過(guò)濾可除去S；浸出液中先加ZnS還原，分離出濾渣1為S，濾液中通入氧氣可氧化亞鐵離子生成鐵離子，加ZnO調(diào)節(jié)pH，鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，則濾渣2為Fe(OH)3，過(guò)濾分離出濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮得到ZnSO47H2O，以此來(lái)解答。

(1)粉碎閃鋅礦可增大接觸面積，加快反應(yīng)速率；

(2)①使用過(guò)量的Fe2(SO4)3溶液和H2SO4浸取礦粉，所以陽(yáng)離子為Zn2+、Fe2+、Fe3+、H+；

②用CuSO4溶液浸取，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，根據(jù)元素守恒可知離子方程式為：ZnS＋Cu2＋＝Zn2＋＋CuS；

(3)A. ZnO為堿性氧化物，可增大酸性溶液pH值，同時(shí)不引入新的雜質(zhì)，故A正確；

B. 根據(jù)分析可知濾渣2主要為Fe(OH)3，故B錯(cuò)誤；

C. 加入ZnS可將鐵離子還原，通入氧氣可將亞鐵離子氧化成鐵離子，所以加入ZnS的量和通入O2的速率都可以控制溶液中的c(Fe3＋)，故C正確；

綜上所述選AC。