科研人员将软锰矿（MnO 2 含量≥65%，SiO 2 含量约20%，A1 2 O 3 含量约4%，其余为水分）和闪锌矿
科研人员将软锰矿（MnO 2 含量≥65%，SiO 2 含量约20%，A1 2 O 3 含量约4%，其余为水分）和闪锌矿（ZnS含量≥80%，FeS、CuS、SiO 2 含量约7%，其余为水分）同槽酸浸开发出综合利用这两种资源的新工艺，如图所示为工艺流程的一部分． 已知：ZnCO 3 不溶于水，但溶于酸．部分阳离子以氢氧化物形式深沉时溶液的pH见下表：
（1）反应器I过滤所得滤液中含有MnSO 4 、ZnSO 4 、CuSO 4 、Fe 2 （SO 4 ） 3 、A1 2 （CO 4 ） 3 等．试完成反应器I中生成CuSO 4 的化学方程式（不须配平）：CuS+______+H 2 SO 4 →______+______+CuSO 4 +H 2 O （2）反应器II中发生反应的离子方程式为______． （3）从沉淀溶解平衡的角度分析反应器III中生成A1（OH） 3 沉淀的原因______．检验ZnCO 3 是否过量的操作方法是______． （4）反应器中IV中，试剂A可以是下列物质中______（填代号）．a．氨水 b．氢氧化钠 c．MnO 2 d．稀硫酸 （5）欲从反应器IV的滤液中完全沉淀出Zn（OH） 2 ，而不析出Mn（OH） 2 ，则滤液的pH范围为______，要将分离出沉淀后的滤液进行浓缩，需将温度控制在90℃～100℃，可采用的加热方法是______． |
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（1）反应I为酸浸过程，Mn、Al、Zn、Fe、Cu元素在该过程均转化为金属阳离子进入溶液，而难溶于酸的S、SiO 2 则通过过滤而分离出来，
故答案为：MnO 2 ；S↓；MnSO 4 ；
（2）加入Zn后，Zn把Cu置换出来，而且Zn还原Fe 3+ ，发生氧化还原反应．故答案为：Zn+2Fe 3+ =2Fe 2+ +Zn 2+ 、Zn+Cu 2+ =Cu+Zn 2+ ；
（3）加入ZnCO 3 后，ZnCO 3 与溶液中的H + 反应，导致溶液中c（H + ）减小，c（OH - ）增大，c（Al 3+ ）•c（OH - ）＞K sp [Al（OH） 3 ]，从而生成Al（OH） 3 沉淀；取少许沉淀于试管中，滴加适量的稀硫酸，若有气泡产生，则说明ZnCO 3 过量；若无气泡产生，则说明ZnCO 3 不过量．故答案为：ZnCO 3 与溶液中的H + 反应，导致溶液中c（H + ）减小，c（OH - ）增大，从而生成Al（OH） 3 沉淀；取少许沉淀于试管中，滴加适量的稀硫酸，若有气泡产生，则说明ZnCO 3 过量；若无气泡产生，则说明ZnCO 3 不过量．
（4）在所得虑液中加入MnO 2 将Fe 2+ 氧化为Fe 3+ ，再加入ZnCO 3 调节溶液pH 在5.2-5.4之间使Fe 3+ 、Al 3+ 完全转化为Fe（OH） 3 、Al（OH） 3 而分离（超过5.4Zn（OH） 2 会析出）．故选c；
（5）从反应器IV的滤液中完全沉淀出Zn（OH） 2 ，而不析出Mn（OH） 2 ，则滤液的pH范围为8.0≤pH＜8.3（超过8.3Mn（OH） 2 会析出）；将温度控制在90℃～100℃，最好采用水浴加热．故答案为：8.0≤pH＜8.3；水浴加热．
故答案为：MnO 2 ；S↓；MnSO 4 ；
（2）加入Zn后，Zn把Cu置换出来，而且Zn还原Fe 3+ ，发生氧化还原反应．故答案为：Zn+2Fe 3+ =2Fe 2+ +Zn 2+ 、Zn+Cu 2+ =Cu+Zn 2+ ；
（3）加入ZnCO 3 后，ZnCO 3 与溶液中的H + 反应，导致溶液中c（H + ）减小，c（OH - ）增大，c（Al 3+ ）•c（OH - ）＞K sp [Al（OH） 3 ]，从而生成Al（OH） 3 沉淀；取少许沉淀于试管中，滴加适量的稀硫酸，若有气泡产生，则说明ZnCO 3 过量；若无气泡产生，则说明ZnCO 3 不过量．故答案为：ZnCO 3 与溶液中的H + 反应，导致溶液中c（H + ）减小，c（OH - ）增大，从而生成Al（OH） 3 沉淀；取少许沉淀于试管中，滴加适量的稀硫酸，若有气泡产生，则说明ZnCO 3 过量；若无气泡产生，则说明ZnCO 3 不过量．
（4）在所得虑液中加入MnO 2 将Fe 2+ 氧化为Fe 3+ ，再加入ZnCO 3 调节溶液pH 在5.2-5.4之间使Fe 3+ 、Al 3+ 完全转化为Fe（OH） 3 、Al（OH） 3 而分离（超过5.4Zn（OH） 2 会析出）．故选c；
（5）从反应器IV的滤液中完全沉淀出Zn（OH） 2 ，而不析出Mn（OH） 2 ，则滤液的pH范围为8.0≤pH＜8.3（超过8.3Mn（OH） 2 会析出）；将温度控制在90℃～100℃，最好采用水浴加热．故答案为：8.0≤pH＜8.3；水浴加热．
1年前
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