Question

硫酸鋅是制備熒光粉的原料之一．工業上用鋅白礦（主要成分是ZnO，還含有Fe₂O₃、CuO、SiO₂等雜質）制備ZnSO₄?7H₂O的流程如下：

已知：常溫下，溶液中的Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺以氫氧化物形式完全沉淀的pH分別為：3.7、6.5、9.6．
（1）浸取過程中，為提高浸出效率可采用的措施有

將礦石粉碎（或提高浸取時的溫度，或適當增大酸的濃度等合理答案均可）

．（任答一條）ZnO與稀硫酸反應的化學方程式為

ZnO+H₂SO₄（稀）═ZnSO₄+H₂O

．
（2）加入適量鋅粉的作用為：①使溶液中的Fe³⁺轉化為Fe²⁺；②

除去Cu²⁺

．
（3）氧化過程中，H₂O₂發生反應的離子方程式為

H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O

．
（4）加入適量Ca（OH）₂調節溶液pH、促進Fe³⁺水解，則Fe³⁺水解反應的平衡常數表達式K=

c3(H+)

c(Fe3+)

；Ca（OH）₂不能過量的原因是

防止生成Zn（OH）₂

．

Answer 1

分析：（1）根據影響化學反應速率的因素；根據金屬氧化物與酸反應生成鹽和水；
（2）根據鋅能和銅離子反應生成鋅離子和銅，除去了銅離子；
（3）根據Fe²⁺能被H₂O₂氧化生成Fe³⁺，H₂O₂被還原成水；
（4）根據化學平衡常數是平衡時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值，注意當平衡中有固體物質以及水時，在平衡常數表達式中，就不寫固體的濃度，水分子濃度；根據Ca（OH）₂能和鋅離子發生反應生成氫氧化鋅；

解答：解：（1）浸取過程中，為提高浸出效率可采用的措施有，可將礦石粉碎或提高浸取時的溫度，或適當增大酸的濃度等，ZnO與稀硫酸反應的化學方程式為ZnO+H₂SO₄（稀）═ZnSO₄+H₂O，
故答案為：將礦石粉碎（或提高浸取時的溫度，或適當增大酸的濃度等合理答案均可）；ZnO+H₂SO₄（稀）═ZnSO₄+H₂O；
（2）鋅能和銅離子反應生成鋅離子和銅，除去了銅離子，
故答案為：除去Cu²⁺；
（3）Fe²⁺能被H₂O₂氧化生成Fe³⁺，H₂O₂被還原成水，方程式為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（4）Fe³⁺水解反應的平衡常數表達式K=

c3(H+)

c(Fe3+)

，Ca（OH）₂能和鋅離子發生反應生成氫氧化鋅；
故答案為：

c3(H+)

c(Fe3+)

；防止生成Zn（OH）₂；

點評：本題以物質的制備為背景，考查了氧化還原反應、化學反應速率的影響因素、平衡常數等知識，難度中等．