Question

氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含有Fe（Ⅱ）、Mn（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）等杂质]的流程如下：

提示：在本实验条件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO₂。
回答下列问题：
（1）反应②中除掉的杂质离子是________，发生反应的离子方程式为________；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是________。
（2）反应③的反应类型为________，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有________。
（3）反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是______________。
（4）反应④中产物的成分可能是ZnCO₃·xZn（OH）₂。取干燥后的滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品8.1 g，则x等于________。

Answer 1

（1）Fe^2＋和Mn^2＋　MnO₄^-＋3Fe^2＋＋7H₂O=3Fe（OH）₃↓＋MnO₂↓＋5H^＋，2MnO₄^-＋3Mn^2＋＋2H₂O=5MnO₂↓＋4H^＋　铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质
（2）置换反应　镍
（3）取少量水洗液于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净　（4）1

从分析整个流程图入手，明确每步发生的反应，从而解决相关问题。
（1）在反应②中，通过调节溶液的pH，高锰酸钾能将溶液中的Fe^2＋氧化为Fe^3＋，将Mn^2＋氧化为MnO₂而除去；若开始溶液的pH过低，Fe^2＋、Mn^2＋将很难生成沉淀而除去。
（2）第一次过滤后的滤液中含有的阳离子有Zn^2＋、Ni^2＋、H^＋等，加入锌后可将Ni置换出来，故滤渣中还含有金属镍。
（3）反应④生成的沉淀为ZnCO₃，同时生成Na₂SO₄，若沉淀未洗涤干净，洗涤液中应含有SO和Na^＋，故只要对洗涤液中是否含有SO₄^2-进行检验即可。
（4）煅烧过程中ZnCO₃、Zn（OH）₂均发生分解反应生成ZnO，根据关系式ZnCO₃·xZn（OH）₂～（x＋1）ZnO，可得＝，故x＝1。
点拨：知识：除杂条件的选择、反应类型、离子检验、化学计算。能力：考查考生的逻辑思维能力、知识迁移应用能力和计算能力。试题难度：中等。