Question

硫酸锌是制备荧光粉的原料之一。工业上由锌白矿（主要成分是ZnO，还含有Fe₂O₃、CuO、SiO₂等杂质）制备ZnSO₄•7H₂O的流程如下。

已知：常温下，溶液中的Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别为：3.7，6.5，9.7。

（1）浸取过程中提高浸出效率可采用的措施有                   （任答一条），ZnO和硫酸反应的化学方程式为                           。

（2）加入适量锌粉的作用为：①使溶液中的Fe³⁺转化为Fe²⁺；②                        。

（3）氧化过程中H₂O₂发生反应的离子方程式为                       。

（4）加入适量Ca(OH)₂调节溶液pH，促进Fe³⁺水解，Fe³⁺水解反应的平衡常数表达式K＝         ，Ca(OH)₂不能过量的原因是                                    。

Answer

（12分）

（1）将矿石粉碎或提高浸取温度或适当增加酸的浓度等；ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O；

（2）除去Cu2+；

（3）H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；

（4）；防止生成Zn(OH)2

【解析】

试题分析：锌白矿中加入稀硫酸浸取，ZnO、Fe2O3、CuO分别和稀硫酸反应生成ZnSO4、Fe2（SO4）3、CuSO4，SiO2和稀硫酸不反应，然后过滤，得到的滤液中含有ZnSO4、Fe2（SO4）3、CuSO4、H2SO4，向滤液中混入Zn，将Fe3+还原为Fe2+，得到Cu沉淀，然后过滤，得到的滤液中含有ZnSO4、FeSO4，向滤液中加入双氧水，双氧水将Fe2+氧化为Fe3+，向溶液中加入少量氢氧化钙，溶液pH升高，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，如果过滤，得到的滤液中含有ZnSO4，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnS04•7H2O．

（1）浸取过程中，为提高浸出效率可采用的措施有，可将矿石粉碎或提高浸取时的温度，或适当增大酸的浓度等，ZnO与稀硫酸反应的化学方程式为ZnO+H2SO4（稀）═ZnSO4+H2O，故答案为：将矿石粉碎（或提高浸取时的温度，或适当增大酸的浓度等合理答案均可）；ZnO+H2SO4═ZnSO4+H2O；

（2）锌能和铜离子反应生成锌离子和铜，除去了铜离子，故答案为：除去Cu2+；

（3）Fe2+能被H2O2氧化生成Fe3+，H2O2被还原成水，方程式为：H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O，故答案为：H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O；

（4）Fe3+水解反应的平衡常数表达式K=，Ca（OH）2能和锌离子发生反应生成氢氧化锌，故答案为：；防止生成Zn（OH）2。

考点：考查了氧化还原反应、化学反应速率的影响因素、平衡常数等相关知识。