Question

工業(yè)上用閃鋅礦（主要成分為ZnS，還含有Fe₂O₃等雜質(zhì)）為原料生產(chǎn)ZnSO₄·7H₂O的工藝流程如下：

（1）從濾渣A中可獲得一種淡黃色非金屬單質(zhì)的副產(chǎn)品，其化學(xué)式為         。

（2）浸取過程中Fe₂(SO₄)₃的作用是                ，浸取時(shí)Fe₂(SO₄)₃與ZnS發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                             。

（3）除鐵過程控制溶液的pH在5.4左右，該反應(yīng)的離子方程式為                      。該過程在空氣入口處設(shè)計(jì)了一個(gè)類似淋浴噴頭的裝置，其目的是                                          。

（4）置換法除重金屬離子所用物質(zhì)C為          。

（5）硫酸鋅的溶解度與溫度之間的關(guān)系如下表：

溫度/℃	0	20	40	60	80	100
溶解度/g	41.8	54.1	70.4	74.8	67.2	60.5

 

從除重金屬后的硫酸鋅溶液中獲得硫酸鋅晶體的實(shí)驗(yàn)操作為            、             、過濾、干燥。

 

Answer 1

【答案】

（1）S（2分）

（2）做氧化劑（2分）   Fe₂(SO₄)₃＋ZnS＝ZnSO₄＋2FeSO₄＋S（3分）

（3）4Fe²⁺＋O₂＋6H₂O＝4FeOOH＋8H⁺（3分）

增大空氣與溶液的接觸面積，加快反應(yīng)速率（2分）

（4）Zn（鋅）（2分）

（5）60℃條件下蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶（2分）

【解析】

試題分析：（1）依據(jù)流程轉(zhuǎn)化關(guān)系分析判斷，加入的硫酸鐵具有氧化性能溶解氧化硫化鋅、硫化鎘，從濾渣A中可獲得一種淡黃色非金屬單質(zhì)的副產(chǎn)品為氧化產(chǎn)物為硫，故答案為：S；

（2）依據(jù)流程反應(yīng)和生成硫單質(zhì)可知，硫酸鐵具有氧化性能氧化硫化鋅和 硫化鎘，生成單質(zhì)硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₂（SO₄）₃+ZnS=ZnSO₄+2FeSO₄+S，故答案為：做氧化劑； Fe₂（SO₄）₃+ZnS=ZnSO₄+2FeSO₄+S；

（3）除鐵過程控制溶液的pH在5.4左右，利用空氣中氧氣氧化亞鐵離子生成FeOOH，反應(yīng)的兩種方程式為：4Fe²⁺+O₂+6H₂O=4FeOOH+8H⁺；在空氣入口處設(shè)計(jì)了一個(gè)類似淋浴噴頭的裝置是為了增大與空氣的接觸面積增大反應(yīng)速率，故答案為：4Fe²⁺+O₂+6H₂O=4FeOOH+8H⁺；增大空氣與溶液的接觸面積，加快反應(yīng)速率；

（4）制備實(shí)驗(yàn)方案是制取ZnSO₄•7H₂O，依據(jù)除雜不能引入新的雜質(zhì)，Cd的金屬活動(dòng)性介于Zn和Fe之間，所以加入鋅可以置換鎘，故答案為：Zn；

（5）依據(jù)圖表中硫酸鋅的溶解度與溫度之間的關(guān)系分析，低溫和高溫溶解度都不是最大，只有在60°C硫酸鋅的溶解度最大74.8g，通過加熱蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶會(huì)最大程度得到晶體，

故答案為：60℃條件下蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶．。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)制備方案的流程分析和反應(yīng)判斷，實(shí)驗(yàn)流程信息應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)。