Question

【題目】工業上利用粗ZnO(含FeO、CuO)制取金屬鋅的流程如下(部分步驟省略):

已知：幾種離子形成氫氧化物沉淀時的pH如下表:

待沉淀的離子	Fe2+	Fe3+	Zn2+	Cu2+
開始沉淀時pH	6.3	1.5	6.2	5.2
沉淀完全時pH	9.7	3.2	8.0	6.4

請回答下列問題：

（1）酸浸粗氧化鋅的過程中，常將粗氧化鋅粉碎成細顆粒，適當增加硫酸的濃度，目的是_________。

（2）步驟A的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,并全部形成Fe(OH)3沉淀,為了暫不形成Cu(OH)2 Zn(OH)2 ,該步驟需控制溶液pH的范圍是____________,該步驟中先加入H2O2充分反應后再加入氨水，寫出加入H2O2的離子方程式_____________。

（3）步驟C的反應離子方程式為____________。

（4）若步驟A中加入H2O2后，室溫下將溶液的pH調為4，求Fe3+ 離子濃度為_________。（已知Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-3 8）

Answer 1

【答案】加快反應速率 3. 2≤pH＜5.2 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O Cu2+ + Zn = Zn2+ + Cu 4 ×10-8

【解析】

(1)根據影響化學反應速率的因素，酸浸粗氧化鋅的過程中，為了加快酸浸速率，可采取的措施有將粗氧化鋅粉碎成細顆粒、適當增加硫酸的濃度、適當升高溫度等，故目的是加快反應速率；

(2)氫氧化鐵沉淀時的pH是1.48 ~ 3.2 ，Zn(OH)2沉淀時的pH為6.2 ~ 8.0，和Cu(OH)2沉淀時的pH為5.2~6.4，因此將Fe2+氧化為Fe3+，并全部形成Fe(OH)3沉淀，為了暫不形成Cu(OH)2、Zn(OH)2 ，該步驟需控制溶液pH的范圍為3.2<pH<5.2，加入H2O2 ，發生過氧化氫氧化亞鐵離子的反應，反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

(3)步驟C中加入鋅，發生鋅和硫酸銅反應生成銅和硫酸鋅，反應離子方程式為Cu2++Zn=Zn2++Cu；

(4) 若步驟A中加入H2O2后，室溫下將溶液的pH調為4，c（H+）=10-4mol/L，c(OH-)=10-10mol/L，Ksp[Fe(OH)3]= c(Fe3+)c3(OH-)= c(Fe3+)× (10-10mol/L) 3=4.0×10-38，故c(Fe3+)=4.0×10-8 mol/L。