Question

【題目】硫化鋅(ZnS)是一種重要的化工原料，難溶于水，可由煉鋅的廢渣鋅灰制取，其工藝流程如下圖所示。

（1）為提高鋅灰的浸取率，可采用的方法是____________(填序號)。

①研磨 ②多次浸取 ③升高溫度 ④加壓 ⑤攪拌

（2）步驟Ⅱ所得濾渣中的物質是_______________(寫化學式)。

（3）步驟Ⅲ中可得Cd單質，為避免引入新的雜質，試劑X應為____________。

（4）步驟Ⅳ還可以回收Na2SO4來制取Na2S。

①檢驗ZnS固體是否洗滌干凈的方法是_________________。

②Na2S可由等物質的量的Na2SO4和CH4在高溫、催化劑條件下制取。化學反應方程式為_______________________________；

（5）若步驟Ⅱ加入的ZnCO3為bmol，步驟Ⅲ所得Cd為dmol,最后得到VL、物質的量濃度為cmol/L的Na2SO4溶液。則理論上所用鋅灰中含有鋅元素的質量為____________。

Answer 1

【答案】 ①②③⑤ Fe(OH)3、ZnCO3 Zn(或鋅) 取最后的洗滌液少許于試管，滴加幾滴BaCl2溶液，出現渾濁則未洗凈，反之則洗凈 Na2SO4+CH4Na2S+2H2O+CO2 65(Vc-b-d)g

【解析】鋅灰與硫酸反應得含有鎘離子、鋅離子、鐵離子、亞鐵離子等的溶液，加入雙氧水將二價鐵離子氧化為三價鐵離子，用碳酸鋅調節pH使Fe(OH)3完全沉淀，過濾后得到含有鎘離子、鋅離子的濾液Ⅰ和濾渣Fe(OH)3、ZnCO3；步驟Ⅲ中可得Cd單質，為避免引入新的雜質，試劑X應為鋅，過濾后得溶液Ⅱ為硫酸鋅溶液，硫酸鋅溶液中加入硫化鈉可得硫酸鈉和硫化鋅。

（1）攪拌、適當升溫、將廢渣碾細成粉末、攪拌、多次浸取等都可提高鋅灰的浸取率，不采用的方法是⑤加壓，答案選①②③⑤；（2）根據上面的分析可知，步驟Ⅱ所得濾渣為Fe(OH)3、ZnCO3；（3）根據上面的分析可知，試劑X應為鋅；（4）①ZnS固體是從硫酸鈉溶液中析出的，所以檢驗ZnS固體是否洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液少許于試管，滴加幾滴BaCl2溶液，若出現渾濁則未洗凈，反之則已洗凈；②等物質的量的Na2SO4和CH4在高溫、催化劑條件下生成Na2S，根據元素守恒可知，該化學反應方程式為：Na2SO4+CH4Na2S+2H2O+CO2；（5）步驟Ⅲ所得Cd為dmol，則用于置換鎘的鋅的物質的量為dmol，硫酸鈉的物質的量為：VL×cmol/L=cVmol，所以硫酸鋅的物質的量為cVmol，根據鋅元素守恒可知，樣品中鋅元素的物質的量為：cVmol-dmol-bmol，所以鋅灰中含有鋅元素的質量為：65g/mol×(cVmol-dmol-bmol)=65(Vc-b-d)g。