Question

【題目】明末宋應(yīng)星的著書(shū)《天工開(kāi)物》中記載了我國(guó)古代煉鋅的方法，用爐甘石(主要成分是ZnCO3)和木炭混合加熱分兩步反應(yīng)得到鋅，寫(xiě)出其中氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。

現(xiàn)代工業(yè)上利用鋅焙砂提煉金屬鋅的流程如下圖所示(已知：①鋅焙砂的主要成分是ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO、NiO雜質(zhì)；②金屬活動(dòng)性順序：Zn>Ni>Cu)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(2)化合物ZnFe2O4中Fe的化合價(jià)為_________，酸浸時(shí)，ZnFe2O4發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。

(3)凈化I操作分兩步：首先用H2O2處理酸浸液，然后用物質(zhì)A調(diào)節(jié)溶液的PH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀過(guò)濾后除去。

①寫(xiě)出用H2O2處理酸浸液時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________。

②下圖中的斜線(xiàn)是溶液中金屬陽(yáng)離子濃度（縱標(biāo)）隨pH值（橫標(biāo)）變化時(shí)的沉淀溶解平衡線(xiàn)，若加入物質(zhì)A只使Fe3+沉淀完全，則物質(zhì)A可能是_____________（填出一種可能的化學(xué)式），調(diào)節(jié)后溶液的pH應(yīng)控制在______________范圍內(nèi)（假設(shè)雜質(zhì)離子濃度均不大于0.1mol· L-1 ）。

③此流程中沒(méi)有用調(diào)節(jié)pH來(lái)除去Cu2+的原因是_____________。

(4)凈化II欲分離出Cu、Ni，加入的B物質(zhì)的化學(xué)式_____________。

(5)本流程中可以循環(huán)利用的化合物有_______________。

Answer 1

【答案】 2ZnO+C2Zn+CO2↑ +3 ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2(SO4)3+4H2O H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O ZnO[1分，ZnCO3或Zn(OH)2等合理答案均給分] 3.2~4.7（1分，只要答出的范圍在3.1~4.8內(nèi)均給分） Cu2+沉淀完全時(shí)Zn2+部分沉淀，造成原料損耗 Zn H2SO4、ZnSO4

【解析】（1）用爐甘石(主要成分是ZnCO3)和木炭混合加熱分兩步反應(yīng)得到鋅:分解：

ZnC03ZnO+CO2↑，氧化還原反應(yīng)2ZnO+C2Zn+CO2↑；(2)在化合物里正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0，Zn為+2價(jià)，O為-2價(jià)，化合物ZnFe2O4中Fe的化合價(jià)為+3 ；酸浸時(shí)ZnFe 2 O 4 會(huì)生成兩種鹽硫酸鋅、硫酸鐵，即ZnFe 2 O 4 與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅、硫酸鐵和水，酸浸時(shí)，ZnFe2O4發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2(SO4)3+4H2O；(3)①亞鐵離子被雙氧水氧化成鐵離子，離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O；②用水解法除去Fe3＋ ，F(xiàn)e3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ ，選能與H＋ 反應(yīng)，促進(jìn)水解，又不引入其它雜質(zhì)離子的含鋅的物質(zhì)：ZnO[1分，ZnCO3或Zn(OH)2等合理答案均給分]；控制PH在 3.2~4.7，F(xiàn)e(OH)3 沉淀完全，而其它離子還沒(méi)有開(kāi)始沉淀；③此流程中沒(méi)有用調(diào)節(jié)pH來(lái)除去Cu2+的原因是 Cu2+沉淀完全時(shí)Zn2+部分沉淀，造成原料損耗；(4)凈化II欲分離出Cu、Ni，加入的B物質(zhì)的化學(xué)式Zn；(5) 本流程中可以循環(huán)利用的化合物有H2SO4、ZnSO4。