题目

题型：不详难度：来源：

炼锌厂产生的工业废渣——锌渣（除了含Zn外，还含有Fe、Al、Cd和SiO₂等杂质），利用锌渣制取并回收ZnSO_4·7H₂O和金属镉（Cd）是一个有益的尝试，其流程如下：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Fe²⁺以氢氧化物完全沉淀时的pH分别为：3.2，4.7，6.5，9.4，9.7。试回答下列问题：
（1）浸出时用到的试剂X为            ， 写出溶解过程中加快浸出速率和提高浸出率的两点措施：_______________________________，______________________________。
（2）写出加入Ca(ClO)₂反应的离子方程式                                    。
（3）调节pH过程可以选用          （填“ZnO”或“NaOH”）；本流程的pH调节一般调至5，其目的是                                                         。
（4）写出过滤后加入过量的锌粉反应的离子方程式                          。
（5）在蒸发浓缩操作时，要采取实验措施是：                              。

答案

（1）H₂SO₄溶液   适当升温、充分搅拌、延长溶解时间等（其它答案合理也给分）
（2）2H⁺+ClO^—+2Fe²⁺ =Cl^—+2Fe³⁺+H₂O（配平错扣1分）
（3）ZnO ，除去Fe³⁺和Al³⁺，防止Zn²⁺沉淀析出
（4）Zn+Cd²⁺=Zn²⁺+Cd      （5）保持一定的酸度（其它表达合理也给分）  

解析

试题分析：（1）本题是制备硫酸锌晶体的的工艺流程，锌渣中含有难溶的二氧化硅杂质，选用酸溶除去二氧化硅，考虑尽量少引入杂质，应选含有硫酸根离子的硫酸溶液进行溶解。若要加快浸出速率和提高浸出率，可以适当升高温度或搅拌溶液或适当延长时间等。
（2）用硫酸浸出的滤液中含有少量Fe³⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Fe²⁺ 等离子，考虑这些离子分别沉淀的pH值，应该把Fe²⁺ 氧化为Fe³⁺ 在沉淀除去，所以加入氧化剂Ca(ClO)₂ 发生的反应方式为：2H⁺+ClO^—+2Fe²⁺ =Cl^—+2Fe³⁺+H₂O。
（3）由于整个流程制备的是硫酸锌晶体，所以在调节pH时要注意不能引入杂质，所以应该选用ZnO调节，而调节pH值到5左右目的是使容易沉淀的Fe³⁺、Al³⁺ 先沉淀除去，防止pH过高把生成的Al(OH)3溶解、把Zn²⁺ 沉淀。
（4）在上步调节完pH后，溶液中还存在杂质离子Cd²⁺ ，由于Cd²⁺ 沉淀的pH值与Zn²⁺ 沉淀的pH值相近，所以不能用沉淀法除去，所以要加入单质Zn把Cd置换出来，因此发生的离子方程式为：Zn+Cd²⁺=Zn²⁺+Cd。
（5）硫酸锌在蒸发浓缩时容易发生水解，所以为了减少水解产生杂质，应该保持溶液一定的酸度。