Question

以煉鋅煙塵（主要成份為ZnO，含少量CuO和FeO）為原料，可以制取氯化鋅和金屬鋅．
Ⅰ、制取氯化鋅主要工藝如圖：

下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol?L^-1計(jì)算）．

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Zn2+	5.2	6.4
Fe2+	5.8	8.8

（1）加入H₂O₂溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）流程圖中，為了降低溶液的酸度，試劑X可以是

 

（選填序號(hào)：a．ZnO；b．Zn（OH）₂；c．Zn₂（OH）₂CO₃；d．ZnSO₄）；pH應(yīng)調(diào)整到

 

．
（3）氯化鋅能催化乳酸（）生成丙交酯（C₆H₈O₄）和聚乳酸，丙交酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

 

，聚乳酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

 

．
Ⅱ、制取金屬鋅采用堿溶解{ZnO（s）+2NaOH（aq）+H₂O（l）═Na₂[Zn（OH）₄]（aq）}，然后電解浸取液．
（4）以石墨作電極電解時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體為

 

；陰極的電極反應(yīng)為

 

．
（5）煉鋅煙塵采用堿溶，而不采用酸溶后電解，主要原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),電解原理

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,電化學(xué)專題

分析：煉鋅煙塵（主要成份為ZnO，含少量CuO和FeO）加鹽酸溶解，形成氯化鋅、氯化銅、氯化亞鐵的溶液，加鋅粉置換出Cu，過(guò)濾，濾液中含有鋅離子和亞鐵離子，加過(guò)氧化氫氧化，把亞鐵離子氧化為鐵離子，加ZnO（或氫氧化鋅等）調(diào)節(jié)PH，鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過(guò)濾除去沉淀，得到氯化鋅溶液，
（1）加過(guò)氧化氫把亞鐵離子氧化為鐵離子；
（2）調(diào)節(jié)pH時(shí)要消耗氫離子，但是不能引入雜質(zhì)；調(diào)節(jié)pH使鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，而鋅離子不沉淀，根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析；
（3）分子中含有-COOH和-OH，兩分子的乳酸分子間發(fā)生酯化反應(yīng)；分子間發(fā)生縮聚反應(yīng)生成聚乳酸和水；
（4）石墨作電極電解時(shí)，陽(yáng)極氫氧根離子失電子，陰極上[Zn（OH）₄]^2-得電子；
（5）ZnO能溶液強(qiáng)堿溶液，CuO和FeO不溶于堿溶液．

解答： 解：煉鋅煙塵（主要成份為ZnO，含少量CuO和FeO）加鹽酸溶解，形成氯化鋅、氯化銅、氯化亞鐵的溶液，加鋅粉置換出Cu，過(guò)濾，濾液中含有鋅離子和亞鐵離子，加過(guò)氧化氫氧化，把亞鐵離子氧化為鐵離子，加ZnO（或氫氧化鋅等）調(diào)節(jié)PH，鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過(guò)濾除去沉淀，得到氯化鋅溶液，
（1）加過(guò)氧化氫亞鐵離子氧化為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）調(diào)節(jié)pH時(shí)要消耗氫離子，但是不能引入雜質(zhì)，ZnO、Zn（OH）₂、Zn₂（OH）₂CO₃均與氫離子反應(yīng)生成鋅離子，消耗氫離子的同時(shí)不引人雜質(zhì)，ZnSO₄不能與氫離子反應(yīng)，所以不能調(diào)節(jié)pH；調(diào)節(jié)pH使鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，而鋅離子不沉淀，由表中數(shù)據(jù)可知pH≥3.2時(shí)，鐵離子完全沉淀，而鋅離子開始沉淀的pH為5.2，所以要調(diào)節(jié)pH為3.2≤pH＜5.2；
故答案為：abc；3.2≤pH＜5.2；
（3）分子中含有-COOH和-OH，兩分子的乳酸分子間發(fā)生酯化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物為；分子間發(fā)生縮聚反應(yīng)生成聚乳酸和水，聚乳酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：；
故答案為：；；
（4）石墨作電極電解時(shí)，陽(yáng)極氫氧根離子失電子，陽(yáng)極反應(yīng)為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極上[Zn（OH）₄]^2-得電子生成Zn，則陰極的電極方程式為：[Zn（OH）₄]^2-+2e^-=Zn+4OH^-；
故答案為：O₂；[Zn（OH）₄]^2-+2e^-=Zn+4OH^-；
（5）ZnO能溶液強(qiáng)堿溶液，CuO和FeO不溶于堿溶液，酸溶液與ZnO、CuO、FeO均能反應(yīng)，所以煉鋅煙塵采用堿溶，而不采用酸溶后電解，
故答案為：氧化銅、氧化亞鐵不溶于堿溶液中．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)的制備工藝流程，側(cè)重于流程的分析、物質(zhì)的分離提純、氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用、酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)、電解原理的應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)的考查，題目難度中等，考查了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．