Question

【題目】某科研小組設計出利用工業廢酸（稀H2SO4）浸取某廢棄的氧化銅鋅礦的方案，實現廢物綜合利用，方案如下圖所示。

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）在“酸浸”步驟中，為提高浸出速率，除通入空氣“攪拌”外，還可采取的措施是____________________________________________________________。

（2）氧化銅鋅礦中含少量的CuS和ZnS，在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，則相同溫度下：Ksp(CuS)__________Ksp(ZnS)（選填“>”“<”或“=”）。

（3）物質A最好使用下列物質中的____________________。

A．KMnO4 B．空氣 C．HNO3 D．NaClO

（4）除鐵過程中加入氨水的目的是調節溶液的pH，pH應控制在__________范圍之間。

（5）物質B可直接用作氮肥，則B的化學式是____________________。

（6）除鐵后得到的Fe(OH)3可用KClO溶液在堿性環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

【答案】 適當升高溫度（或增大酸濃度、將氧化銅鋅礦粉等）； < B 3.2≤pH≤6.2 (NH4)2SO4 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O

【解析】試題分析：（1）在“酸浸”步驟中，為提高浸出速率，除通入空氣“攪拌”外，還可采取的措施是適當升高溫度或增大酸濃度、將固體氧化銅鋅礦粉碎等；

（2）物質的溶解度越大，在反應時越容易進行反應。因此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，說明在相同溫度下：Ksp(CuS) <Ksp(ZnS)；

（3）由于Fe2+、Zn2+形成沉淀的溶液的pH很接近，不容易分離，所以在過程中要把Fe2+氧化為Fe3+，但是在氧化過程中不能引入新的雜質離子，所以加入的物質A最好是空氣，選B。

（4）除鐵過程中加入氨水的目的是調節溶液的pH，pH應控制在Fe3+沉淀完全的pH=3.2和Zn2+開始形成沉淀的pH=6.2之間，即3.2≤pH<6.2；

（5）由于在操作過程中加入了硫酸、氨水，所以產生的可直接用作氮肥物質B是(NH4)2SO4；

（6）除鐵后得到的Fe(OH)3可用KClO溶液在堿性環境將其氧化得到一種高效的多功能水處理劑—K2FeO4，根據氧化還原反應中的電子守恒、原子守恒可得該反應的離子方程式是2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。