Question

(13分)工业上常回收冶炼锌废渣中的锌（含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO、Al₂O₃等杂质，并用来生产ZnSO₄·6H₂O晶体，其工艺流程如下，有关氢氧化物沉淀时的pH如下表。

氢氧化物	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Zn（OH）2
开始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	5.4
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	8.0

（1）上述工艺流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有________。

（2）在“除杂Ⅰ”步骤中，需再加入适量H₂O₂溶液的目的是_____。为使Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀完全，而Zn（OH）₂不沉淀，应控制溶液的pH范围为______。为控制上述pH范围可选择加入的试剂或药品是________。

A．ZnO        B．氨水        C．固体NaOH        D．ZnCO₃

（3）在“除杂Ⅱ”步骤中，加入Zn粉的作用是_______。“操作A”的名称是_______。

（4）常温下，已知Ksp〔Cu（OH）₂〕=2×10^-20，某CuSO₄溶液里c（Cu²⁺）=0.02mol/L，如果要生成Cu（OH）₂沉淀，则应调整溶液pH大于___________。

Answer

（1）烧杯、玻璃棒、漏斗 （2）将Fe2+完全氧化为Fe3+；5.2～5.4；AD

（3）除去溶液中的Cu2+；冷却结晶 （4）5

【解析】

试题分析：冶炼锌废渣中的锌（含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质），加入硫酸通入空气酸浸过滤后得到滤液含有Zn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液pH使铁离子、铝离子全部沉淀，过滤后滤液中加入锌除去铜离子，过滤得到硫酸锌溶液，加热蒸发，浓缩结晶，过滤洗涤得到ZnSO4•6H2O晶体；

（1）实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；

（2）在“除杂Ⅰ”步骤中，需再加入适量H2O2溶液的目的是将Fe2+完全氧化为Fe3+，便于完全沉淀；依据图表数据分析，为使Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀完全，而Zn（OH）2不沉淀，应控制溶液的pH范围为5.2～5.4；为控制上述pH范围可选择加入的试剂或药品不能引入新的杂质，氨水会引入铵根离子，固体氢氧化钠会引入钠离子，ZnO、ZnCO3会降低溶液pH且不引入新的杂质；

（3）在“除杂Ⅱ”步骤中，加入Zn粉的作用是除去溶液中的Cu2+。“操作A”的名称是硫酸锌溶液得到晶体的方法是利用加热蒸发浓缩，冷却结晶得到；

（4）常温下，已知Ksp〔Cu（OH）2〕=2×10-20，某CuSO4溶液里c（Cu2+）=0.02mol/L，如果要生成Cu（OH）2沉淀，Q≥Ksp，Ksp〔Cu（OH）2〕=c（Cu2+）×c2（OH－）=2×10-20，c（OH－）= =10-9mol/L，c（H+）=10-5mol/L，pH=5，则应调整溶液pH大于5。

【考点定位】本题主要是考查物质分离实验过程和分离原理的理解应用，除杂试剂选择和提纯物质方法，沉淀溶解平衡的计算应用等

【名师点睛】分离提纯型探究实验评价题一般以物质的制备、分离、提纯为基础，考查基本的实验原理、实验方法和实验基本操作。在解题过程中需要注意题目提供信息的应用，特别是新物质的制备过程中，有一些特殊的性质（如易水解、熔沸点等），要善于联系课本相关的物质的性质和实验方法运用于解题。在复习备考中要对元素及化合物的性质进行梳理，从理论的角度进行升入分析，迁移和应用，要重视物质的性质，实验基本操作，物质的分离提纯。电化学类试题具有很强的规律性和策略性，在解题过程中需要不断总结，归纳。

工艺流程中的实验分析：

工艺流程的命题来源很广，与各个知识模块的结合点较多，因此分析工业生产工艺流程题时，应将流程路线，试题设问和理论知识有机结合起来，它常常结合工艺流程考查基本化学实验问题，可以说它是无机框图题的创新。

流程的呈现形式有：①操作流程；②物质变化流程；③装置流程。

解题时首先要明确原料和产品(包括副产品)，即箭头进出方向，其次依据流程图分析反应原理，紧扣信息，搞清流程中每一步发生了什么反应——知其然，弄清有关反应原理，明确目的(如沉淀反应、除杂、分离)——知其所以然，最后联系储存的知识，有效地进行信息的利用，准确表述和工整书写。由于工艺流程常与溶液的配制、物质的分离及定量测定等基本操作有机结合起来，所以只有复习时牢固掌握实验基础知识，才能有效结合题中的信息，准确答题。

物质制备化工生产流程的主线一般为