Question

4．某化学兴趣小组利用某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO，实验流程如图1下：

请回答下列问题：
（1）氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H₂SO₄的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下：K_sp（CuS）＞ K_sp（ZnS）（选填“＞”“＜”或“=”）．
（2）甲、乙两同学选用图2中仪器，采用不同的方法制取氨气．
①甲同学使用的药品是熟石灰与氯化铵，则应选用装置A（填写装置代号）
②乙同学选用了装置B，则使用的两种药品的名称为浓氨水、碱石灰．
（3）沉淀过程需降温冷却的原因为防止氨水、碳酸氢铵分解、减小碱式碳酸锌的溶解度． 
（4）除铁后得到的Fe（OH）₃可用KClO溶液在碱性环境将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂--K₂FeO₄，写出该反应的离子方程式2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

Answer 1

分析 氧化铜锌矿经废酸浸取后过滤，可得到硫酸铜、硫酸锌溶液；向酸浸液中加铁可还原出铜，经过滤可得铜和硫酸亚铁、硫酸锌的混合液；然后加入双氧水和氨气，将亚铁转化为氢氧化铁沉淀而除去；后向滤液中加氨气和碳酸氢铵等将锌离子转化为Zn₂（OH）₂CO₃，最后焙烧，Zn₂（OH）₂CO₃受热分解得到氧化锌．
（1）相同条件下，溶度积常数大的物质先溶解；
（2）①A装置为固体加热制备气体，实验室用氯化铵和氢氧化钙来制备氨气；
②装置B为液体与固体反应不需要加热的装置；
（3）由于NH₄HCO₃受热易分解同时也为了 减小碱式碳酸锌晶体的溶解度，氨解需降温冷却；
（4）从题给信息写出反应物和生成物，配平即可．

解答 解：（1）相同条件下，溶解度大的物质先溶解；因在H₂SO₄的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下：K_sp（CuS）＜K_sp（ZnS），
故答案为：＞；
（2）①A装置为固体加热制备气体，实验室用氯化铵和氢氧化钙来制备氨气，所以选A，
故答案为：A；
②装置B为液体与固体反应不需要加热的装置，则可以选用浓氨水、碱石灰来制备氨气；
故答案为：浓氨水、碱石灰；
（3）根据上面的分析可知，氨解反应需降温冷却的原因为NH₄HCO₃受热易分解同时也为了 减小碱式碳酸锌晶体的溶解度，
故答案为：防止氨水、碳酸氢铵分解，减小碱式碳酸锌的溶解度；
（5）由题给信息可知，反应物为2Fe（OH）₃、ClO^-、OH^-，生成物之一为FeO₄^2-，因铁在反应中化合价升高，故氯的化合价降低，故另一产物为Cl^-，根据元素守恒，还有水是产物．根据化合价升降法配平此方程式为：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
故答案为：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

点评 本题属于工艺流程图方面题目．要搞清实验目的和题给信息，结合流程和题目设问正确解题．