[题目]某科研小组设计利用稀H2SO4浸取某废弃的氧化铜锌矿(主要成分为CuO和ZnO,其余成分既不与酸反应,也不溶解于水)的方案.部分实验流程如下:已知:①H2O2.KMnO4是常见的氧化剂②各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示.离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe3+1.483.2Zn2+6.28.0请根据上述实验流程回答下列� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】某科研小组设计利用稀H2SO4浸取某废弃的氧化铜锌矿(主要成分为CuO和ZnO,其余成分既不与酸反应,也不溶解于水)的方案。部分实验流程如下：

已知:①H2O2、KMnO4是常见的氧化剂

②各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe3+	1.48	3.2
Zn2+	6.2	8.0

请根据上述实验流程回答下列问题：

(1)在“酸浸”步骤中,为提高浸出速率,除通入空气“搅拌”外,还可采取的措施是_________,写出硫酸溶解氧化锌的化学方程式为_________________。

(2)“操作1”所需要的主要玻璃仪器有______________________,固体1的成分是___________。

(3)“氧化”的目的是将Fe2+反应生成Fe3+,以便在后续的操作中将溶液中铁元素除去从产品纯度的角度分析,氧化剂最好选用_________________(填“H2O2"或“KMnO4”)。

(4)“除铁”过程中加入氨水的目的是通过调节溶液的pH,使Fe3+沉淀而Zn2+不沉淀,pH应控制在_______范围之间。

(5)某温度下,Fe(OH)3分解得到一种铁、氧质量比为21:8的氧化物,该氧化物的化式__________________。

【答案】升高温度(增大酸浓度、将氧化铜锌矿粉碎增大表面积等) H2SO4+ZnO=ZnSO4+H2O 漏斗、烧杯、玻璃棒铁和铜 H2O2 3.26.2 Fe3O4

【解析】(1)影响化学反应速率的因素有多种，要提高氧化铜锌矿的酸浸速率，可采取的措施还有升高温度(增大酸浓度、将氧化铜锌矿粉碎增大表面积等)；硫酸锌和氧化锌反应生成硫酸锌和水，化学方程式为：H2SO4+ZnO=ZnSO4+H2O；(2)“操作1名称是过滤，过滤的”所需要的主要玻璃仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒；固体1是过量铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，固体1的成分是铁和铜，(2)除铁过程中加入氧化剂，使亚铁离子变成氢氧化铁沉淀，故应考虑加入加入的氧化剂不引入新的杂质。除空气外，其他试剂均可引入新的杂质，氧化剂最好选用H2O2；(4)从图表数据可知，铁离子沉淀完全的PH为3.2，锌离子开始沉淀的PH为6.2，故除铁PH范围为：3.26.2； (5)设该氧化物的化式为FexOy，则根据铁、氧质量比为21:8，可知，=3:4，故该氧化物的化式为：Fe3O4。

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探究活动一：小组同学进行了如下图所示实验

（1）反应生成气体的化学方程式是____________________________；

（2）M 中一定没有________________（填名称或化学式均可，下同）；

探究活动二：为进一步确定M的成分，进行如下实验：

Ⅰ.重新取M样品，滴加酚酞；

Ⅱ.向Ⅰ所得溶液中滴加过量的试剂X，静置；

Ⅲ.向Ⅱ所得混合物中滴加过量的稀硝酸；

Ⅳ.向Ⅲ所得的溶液中滴加试剂Y，产生白色沉淀，过滤，得到滤渣和滤液。

通过探究活动二，得出结论：样品中可能存在的物质确实存在。

完成填空：

（3）试剂X是_____________（选填“氯化钡”“硝酸钡”“硝酸”或“氢氧化钡”）溶液；

（4）能确定M中含有氢氧化钠的现象是_____________________________；

（5）步骤Ⅳ所得滤液中除指示剂外，还一定含有的溶质是_____________________。

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猜想Ⅰ：只有CaCl2；

猜想Ⅱ：有_____；

猜想Ⅲ：有CaCl2和Ca（OH）2；

猜想Ⅳ：有CaCl2、HCl和Ca（OH）2

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(3)（实验探究）为了验证其余猜想，各小组分别进行下列三个方案的探究

实验方案	滴加紫色石蕊溶液	通入CO2	滴加Na2CO3溶液
实验操作
实验现象	________	________	产生白色沉淀
实验结论	猜想Ⅱ正确	猜想Ⅲ正确	猜想Ⅰ或猜想Ⅲ正确