17.鋅是一種應用廣泛的金屬,目前工業(yè)上主要采用“濕法”工藝冶煉鋅.某硫化鋅精礦的主要成分為ZnS(還含少量FeS等其他成分),以其為原料冶煉鋅的工藝流程如圖所示:
回答下列問題:
(1)硫化鋅精礦的焙燒在氧氣氣氛的沸騰爐中進行,所產(chǎn)生焙砂的主要成分的化學式為ZnO.
(2)焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣可凈化制酸,該酸可用于后續(xù)的浸出操作.
(3)浸出液“凈化”過程中加入的主要物質為鋅粉,其作用是置換出Fe等,反應的離子方程式為Zn+Fe2+=Zn2++Fe.
(4)電解沉積過程中的陰極采用鋁板,陽極采用Pb-Ag合金惰性電極,陽極逸出的氣體是O2
(5)改進的鋅冶煉工藝,采用了“氧壓酸浸”的全濕法流程,既省略了易導致空氣污染的焙燒過程,又可獲得一種有工業(yè)價值的非金屬單質.“氧壓酸浸”中發(fā)生的主要反應的離子方程式為2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O.
(6)硫化鋅精礦(ZnS)遇到硫酸銅溶液可慢慢地轉變?yōu)殂~藍(CuS).請用簡短的語言解釋該反應發(fā)生的原理在一定條件下,溶解度小的礦物可以轉化為溶解度更小的礦物(或在相同條件下,由于KSP(CuS)小于KSP(ZnS),故反應可以發(fā)生).
(7)我國古代曾采用“火法”工藝冶煉鋅.明代宋應星著的《天工開物》中有關于“升煉倭鉛”的記載:“爐甘石十斤,裝載入一泥罐內,…,然后逐層用煤炭餅墊盛,其底鋪薪,發(fā)火煅紅,…,冷淀,毀罐取出,…,即倭鉛也.”該煉鋅工藝過程主要反應的化學方程式為ZnCO3+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Zn+3CO↑.(注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅,倭鉛是指金屬鋅)

分析 硫化鋅精礦的焙燒可生成ZnO、氧化鐵等,含塵煙氣含有含硫氧化物,可用于制備硫酸,浸出液加入硫酸可生成硫酸鋅、硫酸鐵,加入過量鋅充分反應,可置換出鐵,濾液中主要含有硫酸鋅,經(jīng)電解可得到鋅和硫酸,電解液中含有硫酸,可循環(huán)利用;
(1)含鋅礦的主要成分是ZnS,與空氣中氧氣發(fā)生氧化還原反應,判斷焙砂的主要成分為氧化鋅;
(2)焙燒生成的含硫氧化物可轉換為硫酸;
(3)該含鋅礦中還含有FeS等雜質,浸出操作后轉化為亞鐵離子,可加入鋅粉出去亞鐵離子,從而除去Fe;
(4)電解沉積過程中,是電解ZnSO4,陽極上是氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應;
(5)“氧壓酸浸”法顧名思義,可知反應物中含有H+和O2,可以獲得非金屬單質S,根據(jù)反應物和生成物寫出化學方程式;
(6)根據(jù)沉淀的轉化原理可知,在一定條件下,溶解度小的礦物可以轉化為溶解度更小的礦物;
(7)根據(jù)題目描述可知反應物為ZnCO3和C,產(chǎn)物含有Zn,根據(jù)反應物和生成物寫出化學方程式.

解答 解:硫化鋅精礦的焙燒可生成ZnO、氧化鐵等,含塵煙氣含有含硫氧化物,可用于制備硫酸,浸出液加入硫酸可生成硫酸鋅、硫酸鐵,加入過量鋅充分反應,可置換出鐵,濾液中主要含有硫酸鋅,經(jīng)電解可得到鋅和硫酸,電解液中含有硫酸,可循環(huán)利用;
(1)含鋅礦的主要成分是ZnS,與空氣中氧氣發(fā)生氧化還原反應,則焙砂的主要成分為ZnO,
故答案為:ZnO;
(2)焙燒生成的含硫氧化物可轉換為硫酸,用于后續(xù)的浸出操作,
故答案為:浸出;
(3)該含鋅礦中還含有FeS等雜質,浸出操作后轉化為亞鐵離子,可加入鋅粉出去亞鐵離子,從而除去Fe,反應的離子方程式為Zn+Fe2+=Zn2++Fe,
故答案為:置換出Fe等;Zn+Fe2+=Zn2++Fe;
(4)電解沉積過程中,是電解ZnSO4,陰極鋅離子放電生成鋅,陽極發(fā)生氧化反應,產(chǎn)物為O2,故答案為:O2
(5)“氧壓酸浸”法顧名思義,可知反應物中含有H+和O2,可以獲得非金屬單質S,寫出化學方程式為:2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O;
故答案為:2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O;
(6)根據(jù)沉淀的轉化原理可知,在一定條件下,溶解度小的礦物可以轉化為溶解度更小的礦物,所以硫化鋅精礦(ZnS)遇到硫酸銅溶液可慢慢地轉變?yōu)殂~藍(CuS),
故答案為:在一定條件下,溶解度小的礦物可以轉化為溶解度更小的礦物(或在相同條件下,由于KSP(CuS)小于KSP(ZnS),故反應可以發(fā)生);
(7)根據(jù)題目描述可知反應物為ZnCO3和C,產(chǎn)物含有Zn,則化學方程式為ZnCO3+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Zn+3CO↑,故答案為:ZnCO3+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Zn+3CO↑.

點評 本題難度中等,掌握氧化物的特征、利用化合價的原則計算指定元素的化合價的方法、化學方程式的書寫方法、含雜質物質的化學方程式的計算等是正確解答本題的關鍵.

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7.化學反應過程中發(fā)生物質變化的同時,常常伴有能量的變化,這種能量的變化常以熱能的形式表現(xiàn)出來,叫做反應熱.由于反應的情況不同,反應熱可以分為許多種,如燃燒熱和中和熱等.
(1)下列△H表示物質燃燒熱的是△H4、△H5;表示物質中和熱的是△H6.(填“△H1”、“△H2”和“△H3”等)
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H1
B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H2
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H3
D.C(s)+O2(g)=CO2(g)△H4
E.C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H5
F.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H6
G.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H7
(2)已知在101kPa、273K時,15g乙烷燃燒生成CO2和液態(tài)水,放出akJ的熱量,下列熱化學方程式正確的是C.
A.C2H6(g)+$\frac{7}{2}$O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=+2akJ/mol
B.C2H6(g)+$\frac{7}{2}$/2O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H=-2akJ/mol
C.2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l)△H=-4akJ/mol
D.2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g)△H=-4akJ/mol
(3)進一步研究表明,化學反應的能量變化(△H)與反應物和生成物的鍵能有關(鍵能可以簡單地理解為斷開1mol化學鍵時所需吸收的能量),如表是部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù):
化學鍵P-PP-OO═OP═O
鍵能KJ/mol197360499a
已知白磷(P4)的燃燒熱為2378.0kJ/mol,白磷完全燃燒的產(chǎn)物(P4O10)的結構如圖所示,則如表中a=433.75.
(4)在25℃、101kPa下,1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ.則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76kJ/mol.

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8.下列化學用語書寫正確的是( 。
A.乙酸乙酯的結構簡式:CH3CH2COOCH3
B.丙烯的鍵線式
C.乙醇的結構式:
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5.下列關于Na2O2的敘述正確的是( 。
A.Na2O2是淡黃色固體,久置于空氣中變成Na2O
B.Na2O2與水的反應中,Na2O2只作氧化劑
C.用0.1mol Na2O2與足量水反應轉移的電子的物質的量為0.2mol
D.Na2O2放入飽和NaOH溶液中,放出大量的O2,并有白色固體析出

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12.某種激光染料,應用于可調諧染料激光器,它由C、H、O三種元素組成,分子球棍型如圖所示.對于該有機物,下列有關敘述正確的是(  )
A.該物質不能與濃溴水發(fā)生取代反應
B.1mol該物質最多能與5mol H2加成
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2.《中華人民共和國大氣污染防治法》于2016年1月1日起實施.為保護和改善大氣環(huán)境,下列做法不應該提倡的是( 。
A.開發(fā)生物質能替代化石燃料B.向高空排放金屬冶煉產(chǎn)生的粉塵
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9.(1)在短周期主族元素中,氯及其相鄰兩元素的電負性由大到小的順序是F>Cl>S(用元素符號表示)
(2)A、B、C為同一短周期金屬元素.依據(jù)下表數(shù)據(jù)分析,C元素在化合物中的主要化合價為+3;A、B、C三種元素的原子半徑由大到小的順序是A>B>C.
電離能/kJ•mol-1I1I2I3I4
A500460069009500
B7401500770010500
C5801800270011600
(3)已知過氧化氫分子的空間結構如圖所示,分子中氧原子采取sp3雜化;通常情況下,H2O2與水任意比互溶的主要原因是H2O2分子與水分子間形成氫鍵,使H2O2與水任意比互溶.
(4)R是1~36號元素中未成對電子數(shù)最多的原子.R3+在溶液中存在如下轉化:
R3+$?_{H+}^{OH-}$R(OH)3$?_{H+}^{OH-}$[R(OH)4]-
①基態(tài)R原子的價電子排布式為3d54s1
②[R(OH)4]-中存在的化學鍵是BD.
A.離子鍵        B.極性鍵        C.非極性鍵        D.配位鍵
(5)等電子體原理可廣義理解為:重原子數(shù)相等(重原子指原子序數(shù)≥4的原子),總電子數(shù)或價電子數(shù)相等的分子或離子.若將H2O2滴入液氨中,可得白色固體A,紅外光譜顯示,A中有陰陽兩種離子,陽離子是正四面體,陰離子與H2O2互為等電子體.則A的結構簡式為NH4OOH.

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6.短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序數(shù)依次增大,甲位于第VA族,乙原子的核外電子數(shù)比甲原子多1,乙與丁同族,丙原子最外層電子數(shù)與電子層數(shù)相等.下列判斷正確的是( 。
A.離子半徑:。颈疽
B.81號元素鉈與丙元素處同主族,則鉈的最高價氧化物對應水化物呈兩性
C.電解法可以用乙與丙形成的化合物制得丙單質
D.同周期元素中丁的最高價氧化物對應水化物的酸性最強

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7.合金是一類用途廣泛的金屬材料.下列物質中,不屬于合金的是(  )
A.黃銅B.C.水銀D.硬鋁

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