Question

【題目】我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家。一種以閃鋅礦(主要成份是ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質)為原料制備金屬鋅的流程如圖所示：

相關金屬離子[c(Mn+)=0.10mol·L–1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：

金屬離子	Fe3+	Fe2+	Zn2+	Cd2+
開始沉淀的pH	1.5	6.3	6.3	7.4
沉淀完全的pH	2.8	8.3	8.2	9.4

回答下列問題：

(1)寫出ZnS的電子式__________________________；

焙燒過程中主要反應的化學方程式為__________________________。

(2)濾渣1的成分為：___________________；

(3)試劑Y是_________(只要求填寫一種)， 調PH值的范圍是___________________。

(4)電解硫酸鋅溶液制備單質鋅時，電解的總反應離子方程式為：___________________。

(5)為將溶液中的Fe2+氧化，試劑X可選用的是_______。(填序號)

A．H2O2 B．H2S C．HNO3 D．O2

Answer 1

【答案】 2ZnS+3O2 2ZnO+2SO2 SiO2、PbSO4 ZnO(或ZnCO3、Zn(OH)2等) 2.8≤PH<6.3 2Zn2++2H2O 2Zn + 4H++O2↑ AD

【解析】

(1)ZnS為離子化合物，以此寫出其電子式；在焙燒過程中產生氣體，硫化物高溫狀態下產生氧化物及SO2，以此寫出反應的化學方程式；

(2) 根據焙燒產生的PbO在H2SO4加入后產生PbSO4固體以及SiO2不溶于硫酸分析濾渣1的成分；

(3)加試劑Y是為了調節溶液的pH，不能引入新的雜質，可選用氧化鋅等化合物，由Fe3+和Zn2+等沉淀所需的pH分析調pH值的范圍；

(4) 根據陰極得電子，析出單質鋅，陽極是水失電子生成氧氣，寫出電解的總反應離子方程式；

(5)為將溶液中的Fe2+氧化，試劑X需選用氧化劑，且不能引入新的雜質，據此分析。

（1）ZnS為離子化合物，其電子式為；

由流程圖可知，在焙燒過程中產生氣體，硫化物高溫狀態下產生氧化物及SO2，化學方程式為：2ZnS+3O2 2ZnO+2SO2；

故答案為：；2ZnS+3O2 2ZnO+2SO2；

（2）閃鋅礦焙燒后的主要成分變為ZnO，還存在少量的SiO2、Fe2O3、CdO、PbO，加稀硫酸后發生一系列反應，其中PbO在H2SO4加入后產生PbSO4固體，PbSO4和SiO2不溶于水，以沉淀的形式沉降下來，所以濾渣1的成分為：SiO2、PbSO4；

故答案為：SiO2、PbSO4；

（3）加入ZnO(或ZnCO3、Zn(OH)2等)與過量的H2SO4反應，調節pH，使Fe3+沉淀，所以試劑Y是ZnO(或ZnCO3、Zn(OH)2等)；由表可知，使Fe3+沉淀完全，而Zn2+不沉淀，pH范圍為：2.8≤pH<6.3，

故答案為：ZnO(或ZnCO3、Zn(OH)2等) ；2.8≤PH<6.3；

（4）電解硫酸鋅溶液制備單質鋅時，陰極得電子，因為Zn2+濃度較大，Zn2+得電子析出單質鋅，陽極是水失電子生成氧氣，所以電解的總反應離子方程式為：2Zn2++2H2O 2Zn + 4H++O2↑，

故答案為：2Zn2++2H2O 2Zn + 4H++O2↑；

（5）為將溶液中的Fe2+氧化，試劑X需選用氧化劑，且不能引入新的雜質，選項中H2O2和O2符合題意，即應選AD。

故答案為：AD。