Question

現代煉鋅的方法可分為火法（蒸餾法）和濕法（電解法）兩大類．
Ⅰ．火法煉鋅工藝如下：

焙燒和蒸餾過程中發生的主要反應有：
2ZnS（s）+3O₂（g）═2ZnO（s）+2SO₂（g）△H₁=a kJ?mol^-1　　　①
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂=b kJ?mol^-1  ②
ZnO（s）+CO（g）═Zn（g）+CO₂（g）△H₃=c kJ?mol^-1  ③
（1）以上三個反應中，一定是放熱反應的是

 

（填序號）．
（2）反應：ZnS（s）+C（s）+2O₂（g）═Zn（g）+SO₂（g）+CO₂（g）△H=

 

kJ?mol^-1．
Ⅱ．濕法煉鋅工藝如下：

（3）寫出“浸出”主要反應的離子方程式：

 

．
（4）“電解”獲得鋅的電極反應為

 

．
（5）該工藝中可循環利用的物質是

 

（填化學式）．

Answer 1

分析：（1）常見的放熱反應有：①活潑金屬置換水或酸中氫的反應；②酸堿中和反應；③含碳燃料燃燒的反應；④易爆物質的爆炸反應；⑤多數的化合反應；⑥一些物質的溶解，如濃硫酸的稀釋、氫氧化鈉的溶解、氧化鈣的溶解等，據此判斷是否是放熱反應；
（2）通過已知方程式的加減獲得所需方程式，焓變相應的加減；
（3）根據濕法煉鋅工藝流程圖推斷反應物、生成物，從而寫出相應的離子方程式，可類比氧化鋁和氫氧化鈉溶液的反應；
（4）根據電解原理分析，電解時，陽離子的陰極上得電子發生還原反應而析出；
（5）某些反應中氫氧化鈉是生成物，某些反應中氫氧化鈉是反應物，據此分析是否能循環利用．

解答：解：（1）2ZnS（s）+3O₂（g）═2ZnO（s）+2SO₂（g）△H₁=a kJ?mol^-1　　　①
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂=b kJ?mol^-1  ②
ZnO（s）+CO（g）═Zn（g）+CO₂（g）△H₃=c kJ?mol^-1  ③
①屬于金屬化合物的燃燒反應，所以是放熱反應；②是非金屬碳的燃燒反應，所以是放熱反應；③是金屬和一氧化碳的氧化還原反應，是吸熱反應．
故答案為：①②；
（2）2ZnS（s）+3O₂（g）═2ZnO（s）+2SO₂（g）△H₁=a kJ?mol^-1　　　①
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂=b kJ?mol^-1  ②
ZnO（s）+CO（g）═Zn（g）+CO₂（g）△H₃=c kJ?mol^-1  ③
方程式

①+②

2

+③得方程式ZnS（s）+C（s）+2O₂（g）═Zn（g）+SO₂（g）+CO₂（g），
所以△H=

(a+b)

2

+c kJ?mol^-1
故答案為：

(a+b)

2

+c；
（3）氧化鋅與氧化鋁相似，是兩性氧化物，既能與酸反應又能與強堿反應，氧化鋅和氫氧化鈉反應生成偏鋅酸鹽和水離子方程式為ZnO+2OH^-═ZnO₂^2-+H₂O，
故答案為：ZnO+2OH^-═ZnO₂^2-+H₂O；
（4）電解偏鋅酸鈉溶液時，偏鋅酸根離子失電子和水反應生成鋅和氫氧根離子，即ZnO₂^2-+2H₂O+2e^-═Zn+4OH^-，
故答案為：ZnO₂^2-+2H₂O+2e^-═Zn+4OH^-；
（5）電解偏鋅酸鈉溶液時，生成氫氧化鈉，由氧化鋅制取偏鋅酸鈉溶液需要氫氧化鈉溶液，所以氫氧化鈉能循環利用，
故答案為：NaOH．

點評：本題考查了有關反應熱的計算、電解反應式的書寫等知識點，難度不大，易錯題是（5），解答此題時根據循環利用的內涵分析．