Question

11．以炼锌烟尘（主要成份为ZnO，含少量CuO和FeO）为原料，可以制取氯化锌和金属锌．
Ⅰ．制取氯化锌主要工艺如下：
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L^-1计算）．

金属离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Zn2+	5.9	8.9
Fe2+	5.8	8.8

回答下列问题：
（1）为了加快反应，“酸溶”需要适当加热，但是温度不宜太高，原因是防止金属离子水解形成沉淀，以及温度过高H₂O₂发生分解．
（2）沉淀A的化学式为Cu．
（3）调节pH的范围为3.2≤pH＜5.2；若试剂X为Zn₂（OH）₂CO₃，加人X除杂质的离子方程为Zn₂（OH）₂CO₃+4H⁺=2Zn²⁺+3H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 炼锌烟尘（主要成份为ZnO，含少量CuO和FeO）加盐酸溶解，形成氯化锌、氯化铜、氯化亚铁的溶液，加锌粉置换出Cu，过滤，滤液中含有锌离子和亚铁离子，加过氧化氢氧化，把亚铁离子氧化为铁离子，加ZnO（或氢氧化锌等）调节PH，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤除去沉淀，得到氯化锌溶液．
（1）水解为吸热反应，根据温度高促进金属离子水解，以及双氧水受热易分解来回答；
（2）加锌粉置换出Cu，过滤沉淀A为铜；
（3）调节pH时要消耗氢离子，调节pH使铁离子转化为沉淀，而锌离子不沉淀，根据表中数据分析，Zn₂（OH）₂CO₃，与氢离子反应生成锌离子、二氧化碳和水．

解答 解：（1）“酸溶”后，形成氯化锌、氯化铜、氯化亚铁的溶液，温度过高，促进离子水解，易形成沉淀，后续需加过氧化氢亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，温度过高会导致双氧水分解，
故答案为：防止金属离子水解形成沉淀，以及温度过高H₂O₂发生分解；
（2）炼锌烟尘（主要成份为ZnO，含少量CuO和FeO）加盐酸溶解，形成氯化锌、氯化铜、氯化亚铁的溶液，加锌粉置换出Cu，过滤，滤液中含有锌离子和亚铁离子，过滤沉淀A为铜，
故答案为：Cu；
（3）调节pH时要消耗氢离子，但是不能引入杂质，调节pH使铁离子转化为沉淀，而锌离子不沉淀，由表中数据可知pH≥3.2时，铁离子完全沉淀，而锌离子开始沉淀的pH为5.9，所以要调节pH为3.2≤pH＜5.9，Zn₂（OH）₂CO₃与酸反应，Zn₂（OH）₂CO₃+4H⁺=2Zn²⁺+3H₂O+CO₂↑，
故答案为：3.2≤pH＜5.2；Zn₂（OH）₂CO₃+4H⁺=2Zn²⁺+3H₂O+CO₂↑．

点评 本题考查了物质的制备工艺流程，侧重于流程的分析、物质的分离提纯的应用等知识点的考查，题目难度中等，考查了学生对基础知识的综合应用能力．