Question

【題目】以煉鋅煙塵（主要成份為ZnO，含少量CuO和FeO）為原料，可以制取氧化鋅和金屬鋅。

Ⅰ.制取氧化鋅主要工藝如下：

下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為l.0mol/L計(jì)算）。

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Zn2+	5.2	6.4
Fe2+	5.8	8.8

（1）為了加快反應(yīng)，“酸溶”需要適當(dāng)加熱，但溫度不宜太高，原因是_________。

（2）加入H2O2溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_______。

（3）流程圖中，為了降低溶液的酸度，調(diào)節(jié)pH范圍為_______；若試劑X為Zn2(OH)2CO3，加入X除雜質(zhì)的離子方程式為________。

（4）已知，室溫下，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，當(dāng)pH=3時(shí)，溶液中c(Fe3+)為______。從ZnCl2溶液中提取無(wú)水ZnCl2的方法是__________.

Ⅱ.制取金屬鋅采用堿溶解ZnO(s)+2NaOH (aq)+H2O=Na2[Zn(OH)4](aq),然后電解浸取液。

（5）煉鋅煙塵采用堿溶，而不采用酸溶后電解，主要原因是______。

（6）以石墨作電極電解時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體為______；陰極的電極反應(yīng)為______。

Answer 1

【答案】 減少鹽酸揮發(fā) 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 3.2≤PH<5.2 3Zn2(OH)2CO3+4Fe3++3H2O=4Fe(OH)3↓+6Zn2++3CO2↑ 4.0×10-5 在氯化氫氣體，蒸干氯化鋅溶液并加熱至失去結(jié)晶水 氧化銅、氧化亞鐵不溶于堿溶液中 O2（或氧氣） [Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-

【解析】本題分析：本題主要考查鐵的化合物的性質(zhì)。

（1）為了加快反應(yīng)，“酸溶”需要適當(dāng)加熱，但溫度不宜太高，因?yàn)辂}酸具有揮發(fā)性，所以原因是減少鹽酸揮發(fā)。

（2）加入H2O2溶液，Fe2+被氧化，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 。

（3）為了使Fe3+完全沉淀而Zn2+不被沉淀，調(diào)節(jié)pH范圍為3.2≤PH<5.2 ；雜質(zhì)是Fe3+，除雜質(zhì)的離子方程式為3Zn2(OH)2CO3+4Fe3++3H2O=4Fe(OH)3↓+6Zn2++3CO2↑。

（4）當(dāng)pH=3時(shí)，c(OH-)==-mol/L =1×10-11mol/L， Ksp[Fe(OH)3]= c(Fe3+)c3(OH-) = c(Fe3+)×(10-11)3=4.0×10-38，c(Fe3+)=4.0×10-5 mol/L。為了抑制ZnCl2的水解反應(yīng)，從ZnCl2溶液中提取無(wú)水ZnCl2的方法是在氯化氫氣體中，蒸干氯化鋅溶液并加熱至失去結(jié)晶水。

Ⅱ. （5）煉鋅煙塵采用堿溶，而不采用酸溶后電解，主要原因是氧化銅、氧化亞鐵不溶于堿溶液中。

（6）以石墨作電極電解時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體為氧氣；陰極的電極反應(yīng)為[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-。