Question

（2012?唐山二模）【化学-选修化学与技术】
某科研小组设计出利用工业废酸（10% H₂SO₄）来堆浸某废弃的氧化铜锌矿的方案实现废物综合利用，方案如图所示．

已知各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示．

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe2+	6.34	9.7
Fe3+	1.48	3.2
Zn2+	6.2	8.0

请回答下列问题：
（1）焙烧Zn₂（OH）₂CO₃的化学反应方程式是

Zn₂（OH）₂CO₃

高温  .

2ZnO+H₂O+CO₂↑

．
（2）堆浸后加入Fe粉发生的反应的离子方程式有

Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu

．
（3）加入A物质的目的是

将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，以便除去

，下列物质作为物质A使用较好的是

C

．（填字母）
A．KMnO₄    B． HNO₃    C．H₂O₂    D．Cl₂
（4）除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH，pH应控制在

3.2～6.2

范围之间．
（5）物质B可直接用作氮肥，则B的化学式是

（NH₄）₂SO₄

．

Answer 1

分析：（1）Zn₂（OH）₂CO₃在高温条件下分解生成氧化锌、二氧化碳和水；
（2）堆浸后溶液中有铜离子和氢离子，加入铁粉后与铜离子和氢离子；
（3）三价铁离子容易除去，所以要把二价铁离子转化为三价铁离子，考虑除杂过程不引入新的杂质；
（4）pH的范围应是使铁沉淀完全而锌不沉淀；
（5）结合题给信息利用工业废酸和氮肥考虑．

解答：解：（1）Zn₂（OH）₂CO₃在高温条件下分解生成氧化锌、二氧化碳和水，其反应方程式为：Zn₂（OH）₂CO₃

高温  .

2ZnO+H₂O+CO₂↑，
故答案为：Zn₂（OH）₂CO₃

高温  .

2ZnO+H₂O+CO₂↑；
（2）堆浸后溶液中有铜离子和氢离子，加入铁粉后与铜离子和氢离子，其离子方程式为：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑ Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，
故答案为：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑ Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu；
（3）根据表中数据可知三价铁离子容易除去，所以要将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，以便除去，选用，除铁过程中加入A和氨水，使亚铁离子变成氢氧化铁沉淀，故A应为氧化剂，考虑不引入新的杂质，应选C，
故答案为：将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，以便除去；C；
（4）从图表数据可知，铁离子沉淀完全的pH为3.2，锌离子开始沉淀的PH为6.2．故除铁pH范围为：3.2～6.2，
故答案为：3.2～6.2；
（5）因所用废酸为硫酸，B又可作氮肥，所以B为（NH₄）₂SO₄，
故答案为：（NH₄）₂SO₄．

点评：本题属于工艺流程图方面题目，要搞清实验目的和题给信息，结合流程和题目设问正确解题，本题难度中等．