Question

【題目】鋅焙砂是鋅精礦經(jīng)焙燒后所得的產(chǎn)物，主要含ZnO、ZnSO4，有少量FeO、CuO、NiO雜質(zhì)，是煉鋅最主要的原料。某科研小組設(shè)計(jì)了如下提取金屬鋅的實(shí)驗(yàn)流程：

（1）酸浸時(shí)需要240 mL 4 mol·L－1稀H2SO4，用18.4 mol·L－1濃硫酸配制該稀H2SO4過(guò)程

中用到的玻璃儀器除燒杯、量筒、膠頭滴管外，還要 、 ；酸浸得到的溶液中除Zn2+、Ni2＋外，還含有的金屬陽(yáng)離子是 、 （填離子符號(hào)）。

（2）凈化Ⅰ需要加入H2O2，加入H2O2時(shí)發(fā)生的離子反應(yīng)方程式是 ；反應(yīng)后控制溶液pH為4即沉淀完全，沉淀的主要成分是 。

（3）凈化Ⅱ得到的Cu、Ni，需要進(jìn)行洗滌操作，檢驗(yàn)是否洗滌干凈的方法是 ；本流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)除鋅外還有 、 。

（4）可用電解沉積硫酸鋅溶液的方法制備鋅，若在在陽(yáng)極產(chǎn)生13.44L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下） 氧氣，在陰極析出鋅的質(zhì)量為 。

（5）上述工藝中，如果不設(shè)計(jì) “凈化Ⅱ”，對(duì)提取金屬鋅造成的影響是____________________。

Answer 1

【答案】（1）250 mL容量瓶、玻璃棒；Cu2＋、Fe2＋

（2）H2O2+2Fe2＋+2H＋=2Fe3＋+2H2O（2分）；Fe(OH)3（1分）

（3）取最后洗滌液少量，滴加BaCl2，若無(wú)白色沉淀，則洗干凈（2分）；

H2SO4、ZnSO4（各1分，共2分）

（4）78g（2分）（5）最終得到的產(chǎn)品中含Cu、Ni雜質(zhì)（2分）

【解析】試題分析：（1）鋅焙砂經(jīng)被燒后所得的產(chǎn)物，主要含氧化鋅、硫酸鋅（有少量FeO、CuO、NiO雜質(zhì)），加入硫酸酸化，可生成硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鎳以及硫酸亞鐵等，因此酸浸得到的溶液中除Zn2+外，還含有的金屬陽(yáng)離子有Cu2+、Fe2+、Ni2+等，用濃硫酸配制稀硫酸需要的儀器有：量筒量取濃硫酸、燒杯用來(lái)溶解濃硫酸、玻璃棒攪拌、引流等、膠頭滴管定容以及250mL容量瓶等；

（2）凈化Ⅰ操作需要加入H2O2溶液并控制溶液的pH在4左右，亞鐵離子被雙氧水氧化成鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為H2O2 + 2Fe2＋ + 2H＋=2Fe3＋ + 2H2O，控制溶液pH，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀；

（3）凈化Ⅱ得到的Cu、Ni可吸附溶液中的硫酸根離子，檢驗(yàn)是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液于小試管中，滴加硝酸酸化的BaCl2溶液，如無(wú)沉淀生成，說(shuō)明洗滌干凈，通過(guò)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；

（4）13.44L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下） 氧氣n=V/Vm=13.44/22.4L/mol=0.6mol，轉(zhuǎn)移電子0.6mol×4=2.4mol，生成1mol鋅需轉(zhuǎn)移2mol電子，所以在陰極析出鋅的質(zhì)量為：2.4mol/2×65g/mol=78g；

（5）上述工藝中，如果不設(shè)計(jì)“凈化Ⅱ”，溶液中含有Cu2+、Ni2+，電解會(huì)造成的結(jié)果是最終得到的產(chǎn)品中含Cu、Ni雜質(zhì)。