Question

2．溴化鋅可用作海洋油田的完井液、固井液以及電池的電解質(zhì)等．一種用含鋅廢催化劑（主要含ZnO，雜質(zhì)有FeO、CuO、NiO及SiO₂）制備ZnBr₂的工藝流程如圖1

已知：20℃、80℃時，ZnBr₂溶解度分別為446g/100gH₂O，645g/100gH₂O．
回答下列問題：
（1）“酸浸”時，為了提高浸取速率，可采取的措施是粉碎廢催化劑、適當(dāng)提高浸取時溫度、適當(dāng)提高HBr溶液濃度、攪拌等（寫出兩點）；濾渣1的主要成分為SiO₂（填化學(xué)式）．
（2）濾渣2的成分為Fe（OH）₃（填化學(xué)式）．
（3）試劑X為Zn或鋅粉；操作Y為蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶．
（4）溴化鋅水溶液是鋅/液嗅電池（如圖2）的電解液，電池總反應(yīng)為ZnBr₂$?_{充電}^{放電}$Zn+Br₂，該電池為二次（填“一”或“二”）電池，陽離子交換膜的主要作用是阻止Br₂與Zn直接化合．

Answer 1

分析 用含鋅廢催化劑（主要含ZnO，雜質(zhì)有FeO、CuO、NiO及SiO₂）加入 HBr溶液酸浸過濾，雜質(zhì)中ZnO、FeO、CuO、NiO溶解，二氧化硅不溶，過濾得到濾渣1為SiO₂，濾液中加入過氧化氫氧化亞鐵離子生成鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH4.5沉淀鐵離子，過濾得到濾渣2為Fe（OH）₃，濾液中加入過量鋅除去銅和鎳，過濾3得到銅和鎳金屬和過量鋅，濾液為溴化鋅溶液，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥得到溴化鋅晶體，
（1）提高浸取速率可以提高溫度、加快攪拌、粉碎固體、增大濃度等措施；過濾1得到濾渣是二氧化硅；
（2）濾渣2為沉淀氫氧化鐵；
（3）加入過量鋅粉和銅離子、鎳離子反應(yīng)除去銅離子和鎳離子；溶液中得到溶質(zhì)固體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥等步驟；
（4）電池反應(yīng)為可充電電池為二次電源，陽離子交換膜阻止Br₂與Zn直接化合；

解答 解：用含鋅廢催化劑（主要含ZnO，雜質(zhì)有FeO、CuO、NiO及SiO₂）加入 HBr溶液酸浸過濾，雜質(zhì)中ZnO、FeO、CuO、NiO溶解，二氧化硅不溶，過濾得到濾渣1為SiO₂，濾液中加入過氧化氫氧化亞鐵離子生成鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH4.5沉淀鐵離子，過濾得到濾渣2為Fe（OH）₃，濾液中加入過量鋅除去銅和鎳，過濾3得到銅和鎳金屬和過量鋅，濾液為溴化鋅溶液，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥得到溴化鋅晶體，
（1）提高浸取速率可以提高溫度、加快攪拌、粉碎固體、增大濃度等措施，過濾1得到濾渣是二氧化硅，化學(xué)式為：SiO₂，
故答案為：粉碎廢催化劑、適當(dāng)提高浸取時溫度、適當(dāng)提高HBr溶液濃度、攪拌等；SiO₂；
（2）濾渣2為沉淀氫氧化鐵，化學(xué)式為：Fe（OH）₃，
故大答案為：Fe（OH）₃；
（3）加入過量鋅粉和銅離子、鎳離子反應(yīng)除去銅離子和鎳離子；溶液中得到溶質(zhì)固體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥等步驟，試劑X為Zn或鋅粉，操作Y為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，
故答案為：Zn或鋅粉；蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；
（4）電池反應(yīng)為可充電電池為二次電源，陽離子交換膜阻止Br₂與Zn直接化合；
故答案為：二； 阻止Br₂與Zn直接化合．

點評 本題考查了物質(zhì)分離提純、物質(zhì)性質(zhì)、除雜方法、原電池和電解池原理等知識點，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．