Question

【题目】利用锌冶炼废渣（ZnSO4、CuSO4、FeSO4、FeS2、Al2O3、SiO2）制备ZnSO4和Fe2O3的实验流程如下：

已知：“碱浸”时，NaOH溶液浓度越大越粘稠，越容易生成铝硅酸钠沉淀。

（1） “水浸”阶段需在70～80℃条件下进行，适宜的加热方式为________________。

（2）“氧化”阶段是将Fe2+氧化后进一步生成Fe(OH)3，从反应产物的角度分析，以氯水替代H2O2的缺点是①使ZnSO4中混有ZnCl2；②________________。

（3）“灼烧”时FeS2发生反应的化学方程式为________________。使用的装置如右图，仪器a的名称为________________。

（4） “碱浸”阶段，在其它条件不变的情况下，所得固体中Fe2O3含量随NaOH溶液的浓度的增大而增大，但当氢氧化钠浓度大于12 mol·L－1时，Fe2O3含量反而降低，其原因是________________。

（5）“滤液Ⅰ”溶质主要是ZnSO4和CuSO4。已知硫酸锌晶体的溶解度随温度变化如右图，请设计从“滤液Ⅰ”中获取ZnSO4晶体的实验方案：________________（实验中须使用的试剂有：Zn粉、稀H2SO4、酒精）。

Answer 1

【答案】 水浴加热 引入H+使Fe3+不容易沉淀 4FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2 坩埚 NaOH浓度大于12 mol·L－1时，生成的铝硅酸钠沉淀附着在反应物表面，使碱浸不完全 向滤液Ⅰ中加入过量的锌粉，过滤，在滤渣中加入稍过量稀硫酸，过滤，把两次过滤的滤液合并，保持60℃左右蒸发浓缩，冷却至室温结晶，过滤用酒精洗涤，干燥

【解析】（1） “水浸”阶段需在70～80℃条件下进行，水的沸点为100℃，适宜的加热方式为水浴加热；（2）“氧化”阶段是将Fe2+氧化后进一步生成Fe(OH)3，从反应产物的角度分析，以氯水替代H2O2的缺点是①使ZnSO4中混有ZnCl2；②引入H+使Fe3+不容易沉淀；（3）“灼烧”时FeS2在空气中与氧气反应生成氧化铁和二氧化硫，发生反应的化学方程式为4FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2；实验室用于灼烧固体的仪器是坩埚，则仪器a的名称为坩埚；（4）NaOH浓度大于12 mol·L－1时，生成的铝硅酸钠沉淀附着在反应物表面，使碱浸不完全，Fe2O3含量反而降低；（5）向滤液Ⅰ中加入过量的锌粉，过滤，在滤渣中加入稍过量稀硫酸，过滤，把两次过滤的滤液合并，保持60℃左右蒸发浓缩，冷却至室温结晶，过滤用酒精洗涤，干燥，得到ZnSO4晶体。