Question

【題目】鋅及其化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用比較廣泛。

(1)ZnFe2O4是一種性能優(yōu)良的軟磁材料,也是一種催化劑，能催化烯類有機(jī)物氧化脫氫等反應(yīng)。

①ZnFe2O4中Fe的化合價(jià)是___________。

②工業(yè)上利用反應(yīng)ZnFe2(C2O4)3·6H2OZnFe2O4+2CO2↑+4CO↑+6H2O 制備ZnFe2O4該反應(yīng)中還原產(chǎn)物是___(填化學(xué)式),每生成1mol ZnFe2O4轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)是__________。

(2)工業(yè)上利用鋅焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等雜質(zhì))制取金屬鋅的工藝流程如下:

①酸浸時(shí)要將鋅焙砂粉碎,其目的是提高酸浸效率,為達(dá)到這一目的,還可采用的措施是_______(任答一條)。寫出ZnFe2O4溶于酸的離子方程式__________。

②凈化I中H2O2 參與反應(yīng)的離子方程式為___________

③凈化Ⅱ中Y 的主要成分是_____(填化學(xué)式)。

(3)利用鋅錳電池在800~1000℃時(shí)電解TiO2可制得金屬鈦，裝置如圖所示。圖中a電極的材料為_____，陰極的電極反應(yīng)式為___________。

Answer 1

【答案】 +3 CO 4NA(或2.408×1024) 適當(dāng)增大c(H+)(或升高溫度、攪拌等其他合理答案) ZnFe2O4+8H+=2Fe3++Zn2++4H2O H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O CuS、ZnS 鋅(或Zn) TiO2+4e-=Ti+2O2-

【解析】（1）①ZnFe2O4中Zn是+2價(jià)，O是－2價(jià)，則根據(jù)正負(fù)價(jià)代數(shù)和為0可知Fe的化合價(jià)是+3價(jià)。②反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)從+2價(jià)升高到+3價(jià)，碳元素化合價(jià)從+3價(jià)部分降低到+2價(jià)，部分升高到+4價(jià)，所以還原產(chǎn)物是CO；根據(jù)方程式可知每生成1mol ZnFe2O4轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量是4mol，總數(shù)是4NA(或2.408×1024)。（2）將鋅焙砂（主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等氧化物雜質(zhì)）酸浸，發(fā)生反應(yīng)ZnFe2O4+8H+=2Fe3++Zn2++4H2O、ZnO+2H+=Zn2++H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O、CuO+2H+=Cu2++H2O，向溶液中加入雙氧水，發(fā)生反應(yīng) 2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O，調(diào)節(jié)溶液的pH將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，可以用ZnO，所以X為ZnO，然后向溶液中加入ZnS，發(fā)生反應(yīng)Cu2++ZnS=Zn2++CuS，然后過濾，所以Y中含有CuS，最后電解得到Zn。①酸浸時(shí)要將鋅焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率．為達(dá)到這一目的，還可采用的措施是增大硫酸的濃度或升高溫度、攪拌等。ZnFe2O4溶于酸的離子方程式為ZnFe2O4+8H+=2Fe3++Zn2++4H2O。②凈化I中H2O2參與反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O；③由于ZnS過量，則凈化Ⅱ中Y的主要成分是CuS、ZnS。（3）a電極產(chǎn)生Ti，是陰極，所以a電極是負(fù)極，其電極材料為鋅，陰極是二氧化鈦得到電子，電極反應(yīng)式為TiO2+4e-=Ti+2O2-。