Question

炼锌厂产生的工业废渣--锌渣（除了含Zn外，还含有Fe、Al、Cd和SiO₂等杂质），利用锌渣制取并回收ZnSO₄?7H₂O和金属镉是一个有益的尝试，其流程如下：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Fe²⁺以氢氧化物完全沉淀时的pH分别为：3.2，4.7，6.5，9.4，9.7；锌的金属活动性比镉强．
试回答下列问题：
（1）“浸出”时用到的“试剂X”为______（填名称）．
（2）写出“氧化”过程的离子方程式______．
（3）“调pH”过程可以选用______．（从以下选项选择，填序号）
A．H₂SO₄       B．ZnO    C．NaOH
“滤渣2”的主要成分是______（填化学式，下同）．
（4）“试剂Y”是______；“滤渣3”的成分为______．
（5）“操作1”的方法是______；在“操作1”时，必须采取的实验措施是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据Zn、Fe、Al、Cd、SiO₂中，只有二氧化硅不能和硫酸反应，可以用硫酸将之溶解；
（2）双氧水是绿色氧化剂，能将亚铁离子氧化为三价铁离子；
（3）“调pH”过程不能引入杂质离子，据此来选择试剂，该试剂可以将三价铁和铝离子沉淀下来；
（4）金属Cd的活泼性比金属锌差，可以用金属锌能来置换金属铬，为将金属铬全部置换往往加入过量的金属锌；
（5）从硫酸锌溶液中获得纯净的硫酸锌的晶体的方法是加热浓缩、蒸发结晶、过滤（洗涤），但是一定要防止金属阳离子的水解．
解答：解：（1）Zn、Fe、Al、Cd、SiO₂中，只有二氧化硅不能和硫酸反应，可以用硫酸将之溶解，过滤，先获得二氧化硅，故答案为：硫酸溶液；  
（2）为了将杂质离子铝离子以及三价铁离子沉淀下来，结合离子沉淀的条件，首先要将亚铁离子氧化为三价铁离子，然后再将之形成沉淀，反应实质是：2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）“调pH”过程能使得溶液的碱性增强，同时不能引入杂质离子，据此只能选择试剂氧化锌，该试剂可以将三价铁和铝离子沉淀下来，形成Fe（OH）₃、Al（OH）₃，故答案为：B；Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（4）金属Cd的活泼性比金属锌差，可以用金属锌能来置换金属铬，为将金属铬全部置换往往加入过量的金属锌，所以“试剂Y”是金属锌，“滤渣3”的成分为剩余的金属锌和置换出的金属铬，故答案为：Zn；Cd和Zn；
（5）从硫酸锌溶液中获得纯净的硫酸锌的晶体的方法是加热浓缩、蒸发结晶、过滤（洗涤），但是要注意保持溶液一定的酸度，防止金属阳离子的水解，故答案为：加热浓缩、蒸发结晶、过滤（洗涤）；保持溶液一定的酸度．
点评：本题是一道综合知识题目，考查的范围较广，难度较大．