Question

【題目】利用鋅冶煉廢渣（ZnSO4、CuSO4、FeSO4、FeS2、Al2O3、SiO2）制備ZnSO4和Fe2O3的實驗流程如下：

已知：“堿浸”時，NaOH溶液濃度越大越粘稠，越容易生成鋁硅酸鈉沉淀。

（1） “水浸”階段需在70～80℃條件下進行，適宜的加熱方式為________________。

（2）“氧化”階段是將Fe2+氧化后進一步生成Fe(OH)3，從反應產物的角度分析，以氯水替代H2O2的缺點是①使ZnSO4中混有ZnCl2；②________________。

（3）“灼燒”時FeS2發生反應的化學方程式為________________。使用的裝置如右圖，儀器a的名稱為________________。

（4） “堿浸”階段，在其它條件不變的情況下，所得固體中Fe2O3含量隨NaOH溶液的濃度的增大而增大，但當氫氧化鈉濃度大于12 mol·L－1時，Fe2O3含量反而降低，其原因是________________。

（5）“濾液Ⅰ”溶質主要是ZnSO4和CuSO4。已知硫酸鋅晶體的溶解度隨溫度變化如右圖，請設計從“濾液Ⅰ”中獲取ZnSO4晶體的實驗方案：________________（實驗中須使用的試劑有：Zn粉、稀H2SO4、酒精）。

Answer 1

【答案】 水浴加熱 引入H+使Fe3+不容易沉淀 4FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2 坩堝 NaOH濃度大于12 mol·L－1時，生成的鋁硅酸鈉沉淀附著在反應物表面，使堿浸不完全 向濾液Ⅰ中加入過量的鋅粉，過濾，在濾渣中加入稍過量稀硫酸，過濾，把兩次過濾的濾液合并，保持60℃左右蒸發濃縮，冷卻至室溫結晶，過濾用酒精洗滌，干燥

【解析】（1） “水浸”階段需在70～80℃條件下進行，水的沸點為100℃，適宜的加熱方式為水浴加熱；（2）“氧化”階段是將Fe2+氧化后進一步生成Fe(OH)3，從反應產物的角度分析，以氯水替代H2O2的缺點是①使ZnSO4中混有ZnCl2；②引入H+使Fe3+不容易沉淀；（3）“灼燒”時FeS2在空氣中與氧氣反應生成氧化鐵和二氧化硫，發生反應的化學方程式為4FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2；實驗室用于灼燒固體的儀器是坩堝，則儀器a的名稱為坩堝；（4）NaOH濃度大于12 mol·L－1時，生成的鋁硅酸鈉沉淀附著在反應物表面，使堿浸不完全，Fe2O3含量反而降低；（5）向濾液Ⅰ中加入過量的鋅粉，過濾，在濾渣中加入稍過量稀硫酸，過濾，把兩次過濾的濾液合并，保持60℃左右蒸發濃縮，冷卻至室溫結晶，過濾用酒精洗滌，干燥，得到ZnSO4晶體。