某合金主要成分为Zn、Fe、Cu,某兴趣小组利用该合金制成的机械零件废弃物,按下列流程制备七水合硫酸锌(ZnSO4⋅7H2O)。

已知:H2O2是常用的氧化剂,通常可以将变价金属离子由低化合价氧化成高化合价;金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH范围如下表:
金属离子 | pH | |
开始沉淀 | 完全沉淀 | |
Fe3+ | 1.5 | 2.8 |
Fe2+ | 5.5 | 8.3 |
Zn2+ | 5.4 | 8.2 |
(1)写出“酸浸”过程中Zn发生反应的化学方程式
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
。(2)“酸浸”和“调pH”后要把固液分离,所进行的操作是
过滤
过滤
,在实验室进行这步操作所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 漏斗
漏斗
。(3)H2O2中氧元素的化合价是
-1
-1
,“氧化”时加入的H2O2要足量,原因是 生成Fe3+会催化H2O2分解,保证Fe2+完全被氧化,加入H2O2要足量
生成Fe3+会催化H2O2分解,保证Fe2+完全被氧化,加入H2O2要足量
。(4)“调pH”时为了不除去Zn2+,合适的pH范围是
2.8≤pH<5.4
2.8≤pH<5.4
。(5)从滤液Ⅱ中得到ZnSO4⋅7H2O的操作步骤是:
蒸发浓缩,降温结晶
蒸发浓缩,降温结晶
、过滤、洗涤、干燥。(6)ZnSO4⋅7H2O在一定温度下完全脱去结晶水,继续升温可分解为ZnO和一种氧化物。
①该氧化物的化学式是
SO3
SO3
。②试计算:14.35gZnSO4⋅7H2O完全分解得到ZnO的质量,写出计算过程
4.05g
4.05g
(ZnSO4⋅7H2O的式量是287)。【答案】Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;过滤;漏斗;-1;生成Fe3+会催化H2O2分解,保证Fe2+完全被氧化,加入H2O2要足量;2.8≤pH<5.4;蒸发浓缩,降温结晶;SO3;4.05g
【解答】
【点评】
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(2)若在空气中“酸浸”时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是:
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