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Cu^2＋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代替草酸铵晶体生产草酸锌，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）①3.3～5.4②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：（1） 烟道灰含有ZnO，另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO，加入盐酸，只有二氧化硅不溶解，所以滤渣A为SiO2。（2）氧化锰和盐酸反应生成锰离子，在过氧化氢的条件下反应生成氢氧化氧锰，故离子方程式为： Mn2＋＋H2O2＋H2O===MnO(OH)2↓＋2H＋。（3） ①除铁是将铁元素以氢氧化铁的形式完全沉淀，完全沉淀的pH为3.3，但不能让锌离子生成氢氧化锌，所以pH要小于5.4，所以控制pH的范围为3.3～5.4。②先加入MnS会将Fe3＋还原为Fe2＋，氢氧化亚铁的沉淀的pH与氢氧化锌的接近，使铁元素难以除去，所以不能颠倒。（4） 用草酸钠电梯草酸铵晶体生产草酸锌，可以在搅拌下，将Na2C2O4缓慢加入到ZnCl2溶液中。（5） 假设1摩尔草酸锌晶体分解，加热到190 ℃，固体质量是原来质量的80.95%，说明完全失去结晶水，然后加热继续分解，到460 ℃时，固体质量为原来的42.86%，说明固体质量为189×42.86%=61克，则为氧化性的质量，说明反应产生了氧化性，根据元素守恒分析，产生的气体为等物质的量的一氧化碳和二氧化碳，故方程式为：ZnC2O4ZnO＋CO↑＋CO2↑。

考点：物质的制备实验方案的设计，物质的分离和提纯的方法的综合利用