Question

【題目】活性氧化鋅在橡膠、化工、涂料、陶瓷、醫藥、電子等行業有著廣泛的應用，下圖是以含鋅銅煙塵（火法煉銅的副產品，主要成分是ZnO、CuO和FeO）制備活性氧化鋅的工藝流程：
已知：含鋅銅煙塵經過預處理后的主要成分是ZnO，還含有少量的CuO和Fe2O3 ．
（1）溶解池中待固體全部溶解后，加入鋅粉的作用有： ①將Fe3+還原為Fe2+；
②；
③調節溶液的pH．
（2）檢驗溶解池中Fe3+已全部被還原為Fe2+的實驗方法是 ．
（3）反應池中的溫度控制在90～95℃，沉淀B為氫氧化物，反應池中所發生反應的離子方程式為 ．
（4）沉淀池中得到的沉淀化學式可以表示為aZnCO3bZn（OH）2cH2O（a、b、c均為整數）．某校化學興趣小組的同學為了確定其組成，進行如下實驗：稱取3.59g沉淀進行焙燒，將焙燒過程中產生的氣體依次通過足量的濃硫酸和堿石灰，它們分別增重0.72g和0.44g．通過計算確定該沉淀的組成．（寫出計算過程）

Answer 1

【答案】
（1）除去Cu2+
（2）取樣，加入幾滴KSCN溶液，若溶液不出現紅色，則Fe3+已經全部被還原
（3）2Fe2++H2O2+4H2O═2Fe（OH）3↓+4H+
（4）解：濃硫酸吸收H2O、堿石灰吸收CO2，n（H2O）= =0.04mol、n（CO2）= =0.01mol，剩余固體為ZnO，n（ZnO）= =0.03mol，根據原子守恒得（a+b）：a：（b+c）=0.03mol：0.01mol：0.04mol=3：1：4，則a：b：c=1：2：2，所以沉淀的組成為ZnCO32Zn（OH）22H2O，

答：沉淀的組成為ZnCO32Zn（OH）22H2O．

【解析】解：含鋅銅煙塵主要成分是ZnO、CuO和FeO，含鋅銅煙塵經過預處理后的主要成分是ZnO，還含有少量的CuO和Fe2O3 ， 根據物質成分差別知，預處理過程中FeO被氧化生成Fe2O3 ， 向混合物中加入稀硫酸、鋅粉，發生反應CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O、ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O、CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4、Fe2（SO4）3+Zn=2FeSO4+ZnSO4 ， 分離難溶性固體和溶液采用過濾方法，所以操作a為過濾，濾渣A為Cu，向反應池中加入雙氧水，反應池中的溫度控制在90～95℃，反應池中所發生反應的離子方程式為：2Fe2++H2O2+4H2O═2Fe（OH）3↓+4H+ ， 然后過濾得到沉淀B為2Fe（OH）3 ， 向沉淀池中加入碳酸氫銨，得到aZnCO3bZn（OH）2cH2O沉淀，然后過濾得到沉淀和濾液A，將沉淀焙燒得到ZnO；將濾液A蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾得到硫酸銨晶體，（1）Zn的活潑性大于Cu，所以Zn置換出Cu而除去Cu2+ ， 所以答案是：除去Cu2+；（2）鐵離子用KSCN檢驗，其檢驗方法為：取樣，加入幾滴KSCN溶液，若溶液不出現紅色，則Fe3+已經全部被還原，所以答案是：取樣，加入幾滴KSCN溶液，若溶液不出現紅色，則Fe3+已經全部被還原；（3）根據分析可知，反應池中所發生反應的離子方程式為：2Fe2++H2O2+4H2O═2Fe（OH）3↓+4H+ ， 所以答案是：2Fe2++H2O2+4H2O═2Fe（OH）3↓+4H+；