Question

以炼锌厂的烟道灰（主要成分为ZnO，另含少量Fe₂O₃、CuO、SiO₂、MnO等）为原料可生产草酸锌晶体（ZnC₂O₄·2H₂O）。 

有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氢氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Zn(OH)2
开始沉淀的pH	1.5	6.5	4.2	5.4
沉淀完全的pH	3.3	9.7	6.7	8.2

请问答下列问题：

（1）滤渣A的主要成分为      。

（2）除锰过程中产生MnO(OH)₂沉淀的离子方程式为      。

（3）①除铁（部分Cu²⁺可能被除去）时加入ZnO控制反应液pH的范围为      。

②上述流程中除铁与除铜的顺序不能颠倒，否则除铁率会减小，其原因是      。

（4）若沉淀过程采用Na₂C₂O₄代替(NH₄)₂C₂O₄生产草酸锌晶体，合理的加料方式是      。

（5）将草酸锌晶体加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如右图所示，300 ℃~460 ℃范围内，发生反应的化学方程式为      。

Answer

（1）SiO2（2）Mn2+＋H2O2＋H2O＝ MnO(OH)2↓＋2H+（3）①3.3～5.4 ②先加入MnS会将Fe3+还原为Fe2+，使铁元素难以除去（4）在搅拌下，将Na2C2O4缓慢加入到ZnCl2溶液中（5）ZnC2O4ZnO+CO↑+CO2↑

【解析】

试题分析：分析题给流程和信息知烟道灰（主要成分为ZnO，另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等）加入盐酸酸浸发生反应：ZnO+2HCl==ZnCl2+H2O 、6HCl +Fe2O3==2FeCl3+3H2O、CuO+2HCl==CuCl2+H2O 、MnO+2HCl==MnCl2+H2O，过滤，滤渣A为SiO2，滤液为氯化锌、氯化铁、氯化铜和二氯化锰的混合液，向滤液中加入H2O2，二氯化锰与H2O2发生氧化还原反应生成MnO(OH)2沉淀，过滤，除去锰元素；加入ZnO调节pH＞3.3，Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀而除去，然后加入ZnS固体，发生反应：Cu2+ + ZnS == Zn2＋+ CuS，除去Cu2＋，最后向滤液中加入草酸铵得草酸锌晶体。

（1）滤渣A的主要成分为SiO2。。

（2）二氯化锰与H2O2发生氧化还原反应生成MnO(OH)2沉淀，利用化合价升降法结合原子守恒、电荷守恒配平，离子方程式为Mn2+＋H2O2＋H2O=== MnO(OH)2↓＋2H+。

（3）①除铁（部分Cu2+可能被除去）时Zn2＋不能生成沉 淀，分析表中数据知加入ZnO控制反应液pH的范围为3.3～5.4。

②除铜的试剂ZnS具有还原性，若先加入ZnS会将Fe3+还原为Fe2+，使铁元素难以除去。

（4）若沉淀过程采用Na2C2O4代替(NH4)2C2O4生产草酸 锌晶体，合理的加料方式是在搅拌下，将Na2C2O4缓慢加入到ZnCl2溶液中。

（5）ZnC2O4·2H2O晶体中ZnC2O4的百分含量为153/189×100%=80.95%，ZnO的百分含量为81/189×100%=42.86%，分析草酸锌晶体加热分解的热重曲线知A点固体为ZnC2O4，B点固体为ZnO，则300 ℃~460 ℃范围内发生反应的化学方程式为ZnC2O4ZnO+CO↑+CO2↑。

考点：考查化学工艺流程分析，化学方程式、离子方程式的书写，热重曲线分析。