Question

【題目】廢棄物的綜合利用既有利于節約資源，又有利于保護環境．實驗室利用廢舊黃銅（Cu、Zn合金，含少量雜質Fe）制備膽礬晶體（CuSO45H2O）及副產物ZnO．制備流程圖如下：
已知：Zn及化合物的性質與Al及化合物的性質相似，pH＞11時Zn（OH）2能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）4]2﹣下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0molL﹣1計算）．

	Fe3+	Fe2+	Zn2+
開始沉淀的pH	1.1	5.8	5.9
沉淀完全的pH	3.0	8.8	8.9

請回答下列問題：
（1）加入ZnO調節pH=a的目的是 ， a的范圍是 ．
（2）由不溶物E生成溶液D的化學方程式為 ．
（3）濾液A中加入H2O2反應的離子方程式為 ．
（4）由溶液D制膽礬晶體包含的主要操作步驟是 ．
（5）下列試劑可作為Y試劑的是 ． A．ZnO B．NaOH C．Na2CO3D．ZnSO4
若在濾液C中逐滴加入鹽酸直到過量，則產生的現象是 ．

Answer 1

【答案】
（1）使溶液中的Fe3+完全沉淀，Zn2+不被沉淀；3.0≤a＜5.9
（2）2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O
（3）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
（4）蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾
（5）B；先產生白色沉淀后沉淀溶解
【解析】解：由流程可知，廢舊黃銅（Cu、Zn合金，含少量雜質Fe）制備膽礬晶體（CuSO45H2O）及副產物ZnO，廢舊黃銅加入過量稀硫酸過濾得到不溶物E為Cu，濾液A為硫酸亞鐵、硫酸鋅，濾液A中加入過氧化氫氧化劑氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氧化鋅調節溶液PH3.0﹣﹣5.9鐵離子全部沉淀，鋅離子不沉淀，過濾得到濾液中加入堿溶液沉淀鋅離子生成氫氧化鋅，灼燒得到氧化鋅；或濾液A中加入過量試劑Y為氫氧化鈉溶液，亞鐵離子全部沉淀，過濾后的濾液中為Na2ZnO2 ， 加入酸反應生成氫氧化鋅沉淀，灼燒得到氧化鋅；不溶物E中通入氧氣同時加入稀硫酸溶液反應生成硫酸銅溶液，蒸發濃縮，冷卻結晶得到硫酸銅晶體；（1）氧化鋅為堿性氧化物，能與H+反應，降低H+濃度，促使Fe3+徹底水解生成 Fe（OH）3沉淀而除去，所以答案是：降低H+濃度，促使Fe3+徹底水解生成 Fe（OH）3沉淀而除去，鐵離子完全沉淀的PH=3.0，鋅開始沉淀的PH=5.9，所以滿足程度鐵離子，鋅離子不沉淀的PH取值范圍為：3.0≤a＜5.9；所以答案是：使溶液中的Fe3+完全沉淀，Zn2+不被沉淀；3.0≤a＜5.9；（2）因為氧氣在酸性溶液中先把銅氧化成氧化銅，當然這是一個微弱的反應，形成一個平衡，但是形成的氧化銅馬上就會被稀硫酸溶解，平衡被打破，反應朝正方向進行，故而逐漸溶解，反應的化學方程式為：2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O，
所以答案是：2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O；（3）濾液A中主要是硫酸亞鐵，酸性條件下過氧化氫具有氧化性，能氧化亞鐵離子生成鐵離子，離子反應為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，
所以答案是：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（4）由溶液D制膽礬晶體是從溶液中得到固體，實驗操作需要蒸發濃縮、冷卻結晶以及過濾等操作，所以答案是：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾；（5）Zn及化合物的性質與Al及化合物的性質相似，氫氧化鋅具有兩性，pH＞11時，Zn（OH）2能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）4]2﹣ ， 此過程需要調節pH值大于11，故可以加入強堿NaOH溶液，然后加入酸先生成氫氧化鋅沉淀，繼續加入酸，沉淀溶解，
所以答案是：B；先產生白色沉淀后溶解．