Question

16．鋅焙砂主要含ZnO、ZnFe₂O₄、還含有少量CaO、FeO、CuO、NiO，利用鋅焙砂制取金屬鋅的流程如圖．

（1）酸浸ZnFe₂O₄時會生成兩種鹽，分別是硫酸鋅、硫酸鐵；
（2）凈化Ⅰ操作分為兩步，第一部是加入氧化劑將溶液中少量的Fe²⁺氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀．
①第一步加入的氧化劑應(yīng)選擇b．
a．濃硫酸 b．H₂O₂ c．高錳酸鉀       d．濃硝酸
②凈化Ⅰ生成的沉淀中還含有溶液中得到懸浮雜質(zhì)，溶液中的懸浮雜質(zhì)被共同沉淀的原因是Fe（OH）₃膠體（沉淀）具有吸附性．
（3）凈化Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cu²⁺+Zn=Cu+Zn²⁺、Ni²⁺+Zn=Ni+Zn²⁺；
（4）流程中循環(huán)利用的物質(zhì)X是H₂SO₄、ZnSO₄，電解時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ZnSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂SO₄+2Zn+O₂↑．

Answer 1

分析 將鋅焙砂（主要含ZnO、ZnFe₂O₄，還含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）酸浸，發(fā)生反應(yīng)CaO+H₂SO₄=CaSO₄+H₂O（硫酸鈣微溶于水），ZnFe₂O₄+8H⁺=Zn²⁺+2Fe³⁺+4H₂O、ZnO+2H⁺=Zn²⁺+H₂O、FeO+2H⁺=Fe²⁺+H₂O、CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，NiO+2H⁺=Ni²⁺+H₂O，向溶液中加入雙氧水，發(fā)生反應(yīng)2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2 Fe³⁺+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時不能引進新的雜質(zhì)，可以用ZnO，然后向溶液中加入Zn，可以置換出銅和鎳，然后過濾，最后電解得到Zn，以此解答該題．

解答 解：（1）酸浸時ZnFe₂O₄發(fā)生化學(xué)方程式為：ZnFe₂O₄+4H₂SO₄═ZnSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O，生成兩種鹽，這兩種鹽分別為硫酸鋅、硫酸鐵，
故答案為：硫酸鋅、硫酸鐵；
（2）①加入氧化劑將亞鐵離子氧化生成鐵離子，不能引入新裝置，應(yīng)加入H₂O₂，故答案為：b；
②由于生成的Fe（OH）₃膠體（沉淀）具有吸附性，所以凈化Ⅰ生成的沉淀中還含有溶液中的懸浮雜質(zhì)，
故答案為：Fe（OH）₃膠體（沉淀）具有吸附性；
（3）向溶液中加入Zn，可以置換出銅和鎳，反應(yīng)的離子方程式為Cu²⁺+Zn=Cu+Zn²⁺、Ni²⁺+Zn=Ni+Zn²⁺，
故答案為：Cu²⁺+Zn=Cu+Zn²⁺、Ni²⁺+Zn=Ni+Zn²⁺；
（4）通過制取金屬鋅的流程圖示可以知道，可以循環(huán)利用的物質(zhì)除鋅外，含有硫酸、硫酸鋅，電解硫酸鋅溶液生成硫酸、鋅和氧氣，電解方程式為2ZnSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂SO₄+2Zn+O₂↑，
故答案為：H₂SO₄、ZnSO₄；2ZnSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂SO₄+2Zn+O₂↑．

點評 本題綜合考查物質(zhì)的制備以及分離，為高考常見題型，題目借助制取金屬鋅的流程考查了離子方程式、化學(xué)方程式的書寫等知識，注意合理分析題中信息，本題難度中等，充分考查了分析、理解能力．