Question

由于金属锌本身的价值不高，在我国工业锌废料的回收利用率比较低。某课题组研究利用含少量铜、铁的粗锌制备硫酸锌及相关物质的资源综合利用，其工艺流程图（图中加入的物质均为足量）及有关数据如下：

物质	Fe(OH)3	Cu(OH)2	Zn(OH)2	CuS	ZnS
Ksp	4.0×10^—38	5.0×10^—20	2.0×10^—16	8.5×10^—45	1.2×10^—23

请回答下列问题：

（1）固体A的主要成分是                ；加入固体B的主要作用是             。

（2）粗锌中的铜与稀混酸溶液反应的离子方程式为                         。

（3）若溶液II中c(Cu²⁺)为0.05mol·L^—1，则溶液II的pH≤          。

（4）若B是Zn，取8.320gC完全溶解于500mL 1mol·L^—1稀硝酸中，共收集到2240mL气体，再向所得溶液中加入NaOH溶液至刚好生成沉淀最多，此时所得沉淀质量（m）的取值范围是            ；若B是另一种物质，取部分C于试管中，加入盐酸后产生了有臭鸡蛋味气体，则该反应的离子方程式为                    。

（5）溶液III还可以与(NH₄)₂S溶液反应制备ZnS，实际生产中选用(NH₄)₂S溶液而不是Na₂S溶液作为反应物，是因为后者制得的ZnS中会含有较多的          杂质。

Answer

（1）Fe(OH)3或氢氧化铁，将Cu2+（或铜）从溶液Ⅱ中分离出来；

（2）3Cu＋8H+＋2NO3—＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O；（3）5；

（4）12.67g＜m＜12.74g（3分），ZnS＋2H+＝Zn2+＋H2S↑；（5）Zn(OH)2.

【解析】

试题分析：含少量铜、铁的粗锌中加入入量硝酸和硫酸溶解，再加入Zn（OH）2调节pH，使Fe3+水解得到Fe（OH）3，除去铁离子后，再加入固体B除去Cu2+，答案为：Fe(OH)3或氢氧化铁（，将Cu2+（或铜）从溶液Ⅱ中分离出来；（2）铜与稀硝酸反应生成一氧化氮、硝酸铜、水，答案为：3Cu＋8H+ ＋2NO3—＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O；（3）固体A中没有铜离子，那么滤液II中铜离子和氢氧根离子的浓度积为c（Cu2+）·c2(OH-)≤Ksp(Cu(OH)2)，c(Cu2+)为0.05mol·L—1，代入数据算出c（OH-）=10-9，溶液的pH=5，答案为：5；（4）若B是Zn，C是Zn和Cu的固体混合物，取8.320gC完全溶于500mL1.0mol·L-1稀硝酸中，共收集到2240mL气体，即n（气体）=0.1mol，若B是Zn，C是Zn和Cu的固体混合物，或者某一种，可能还含有其他的杂质，3Cu /Zn ~ 2NO可以算出，C中还含有其他的杂质，只可用假设法来计算，假设C中只有铜和另外一种物质，由关系式Cu~2e-~Cu2+~Cu（OH）2，可以算出沉淀的质量为12.74g，C中只有锌，由Zn~2e-~Zn2+~Zn(OH)2可算出沉淀的质量为12.67g，若B是另一种物质，取部分C于试管中，加入盐酸后产生了有臭鸡蛋味气体，实验室为了制备硫酸锌，则B为ZnS，固体C中含有ZnS和CuS，和稀盐酸反应生成硫化氢的物质为硫化锌，反应为：ZnS＋2H+＝Zn2+＋H2S↑，答案为：12.67g＜m＜12.74g，ZnS＋2H+＝Zn2+＋H2S↑；（5）溶液III还可以与(NH4)2S溶液反应制备ZnS，实际生产中选用(NH4)2S溶液而不是Na2S溶液作为反应物，是因为后者制得的ZnS中会含有较多的Zn(OH)2，答案为：Zn(OH)2

考点：考查溶解平衡、氧化还原反应、物质的量的计算