Question

【題目】某科研小組設計出利用工業廢酸(稀硫酸)來浸取某廢棄的氧化銅鋅礦的方案，實現廢物綜合利用，方案如圖所示。

已知：各離子開始沉淀及完全沉淀時的pH如表所示：

請回答下列問題：

（1）在“酸浸”步驟中，為提高浸出速率，除通入空氣“攪拌”外，還可采取的措施是(任寫一點即可)____。

（2）物質A最好使用下列物質中的___（填選項序號）。

A．KMnO4 B．H2O2 C．HNO3

（3）除鐵過程中加入氨水的目的是調節溶液的pH，pH應控制在____范圍之間，寫出生成氫氧化鐵的離子方程式：_____。

（4）物質B可直接用作氮肥，則B的化學式是____。

（5）除鐵后得到的氫氧化鐵可用次氯酸鉀溶液在堿性環境將其氧化得到一種高效的多功能處理劑(K2FeO4)，寫出該反應的離子方程式：____。

Answer 1

【答案】加熱升高溫度，或增大酸的濃度、將氧化銅鋅礦粉碎等 B 3.2～6.2 2Fe2++4NH3H2O+H2O2=2Fe（OH）3↓+4NH4+ (NH4)2SO4 2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2FeO42-＋3Cl－＋5H2O

【解析】

氧化銅鋅礦經廢酸浸取后過濾，可以得到硫酸銅、硫酸鋅溶液；向酸浸溶液中加鐵可還原出銅，經過濾可得到銅和硫酸亞鐵、硫酸鋅的混合液；然后加入A和氨水，將亞鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀而除去；后向濾液中加入氨水將鋅離子轉化為氫氧化鋅，最后焙燒，堿式碳酸鋅受熱分解得到氧化鋅，據以上分析進行解答。

（1）影響化學反應速率的因素很多，要提高氧化銅礦的酸浸速率，可采用的措施：升高溫度、增大酸的濃度、將礦石粉碎等；

故答案是：加熱升高溫度，或增大酸的濃度、將氧化銅鋅礦粉碎等；

（2）除鐵過程中加入A和氨水，使亞鐵離子變為氫氧化鐵沉淀，故A應為氧化劑；且考慮加入A不引入新雜質，KMnO4做氧化劑引入雜質錳離子，HNO3做氧化劑的還原產物對環境有危害，還引入雜質硝酸根離子，而雙氧水的還原產物為水，不引入新雜質，綠色的氧化劑；

故答案選B。

（3）從圖表中數據可知，鐵離子沉淀完全的pH為3.2，鋅離子開始沉淀的pH為6.2，故除去鐵的pH應控制在3.2～6.2 范圍之間；硫酸亞鐵溶液中加入雙氧水、氨水后，發生氧化還原反應，生成氫氧化鐵沉淀，離子方程式為：2Fe2++4NH3H2O+H2O2=2Fe(OH)3↓+4NH4+；

故答案是：3.2～6.2；2Fe2++4NH3H2O+H2O2=2Fe(OH)3↓+4NH4+；

（4）因為所用廢酸為硫酸，B又可做氮肥，所以B為(NH4)2SO4；

故答案是：(NH4)2SO4；

（5）根據信息可知，氫氧化鐵可用次氯酸鉀溶液在堿性環境將其氧化為K2FeO4，反應的離子方程式：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2FeO42-＋3Cl－＋5H2O；

故答案是：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2FeO42-＋3Cl－＋5H2O。