Question

【化学——选修2：化学与技术】

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ZnSO₄·7H₂O和金属镉是一个有益的尝试，其流程如下：

已知：Fe^3＋、Al^3＋、Zn^2＋、Cd^2＋、Fe^2＋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；锌的金属活动性比镉强。

试回答下列问题：

（1）“浸出”时用到的“试剂X”为___________（填名称）。

（2）写出“氧化”过程的离子方程式____________。

（3）“调pH”过程可以选用_____________。（从以下选项选择，填序号）

A．H₂SO₄          B．ZnO          C．NaOH          D．ZnCO₃

“滤渣2”的主要成分是___________（填化学式，下同）。

（4）“试剂Y”是_______________；写出除去Cd^2＋的化学方程式_______________。

（5）“操作1”的方法是_______________；在“操作1”时，必须采取的实验措施是___________。

Answer

（1）硫酸溶液（2）2H++H2O2+2Fe2+ =2Fe3++2H2O

（3）B、D Fe(OH)3和 Al(OH)3

（4）Zn Zn+CdSO4=ZnSO4+Cd

（5）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤）保持溶液一定的酸度

【解析】

试题分析：（1）Zn、Fe、Al、Cd、SiO2中，只有二氧化硅不能和硫酸反应，可以用硫酸将之溶解，过滤，先获得二氧化硅；（2）将亚铁离子氧化为三价铁离子反应实质是：2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O；

（3）“调pH”过程能使得溶液的碱性增强，同时不能引入杂质离子，据此只能选择试剂氧化锌、ZnCO3，该试剂可以将三价铁和铝离子沉淀下来，形成Fe（OH）3、Al（OH）3；

（4）金属Cd的活泼性比金属锌差，可以用金属锌来置换金属镉Zn+CdSO4=ZnSO4+Cd，为将金属镉全部置换往往加入过量的金属锌，所以“试剂Y”是金属锌，“滤渣3”的成分为剩余的金属锌和置换出的金属镉；

（5）从硫酸锌溶液中获得纯净的硫酸锌的晶体的方法是加热浓缩、蒸发结晶、过滤（洗涤），但是要注意保持溶液一定的酸度，防止金属阳离子的水解。

考点：本题考查化学工艺流程。