Question

【題目】鋅焙砂主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物。下圖是工業上利用鋅焙砂制取金屬鋅的流程圖。

(1)酸浸時ZnFe2O4會生成兩種鹽，該反應的化學方程式為_____________________________。

(2)凈化Ⅰ操作分為兩步：第一步是將溶液中少量的Fe2＋氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe3＋轉化為Fe(OH)3沉淀。

①寫出酸性條件下H2O2與Fe2＋反應的離子方程式： _________________________________。

②25 ℃時，pH＝3的溶液中，c(Fe3＋)＝________ mol·L－1(已知25 ℃，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38)。

③凈化Ⅰ生成的沉淀中還含有溶液中的懸浮雜質，溶液中的懸浮雜質被共同沉淀的原因是__________________________________。

(3)本流程中可以循環利用的物質除硫酸鋅外還有__________________。

(4)若沒有凈化Ⅱ操作，則對鋅的制備帶來的影響是__________________________。

Answer 1

【答案】(1)ZnFe2O4＋4H2SO4===ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O (2)①H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ②4.0×10－5 ③Fe(OH)3膠體具有吸附性

(3)H2SO4、Zn (4)制取的鋅含銅、鎳等雜質

【解析】(1)根據信息，酸浸時ZnFe2O4會生成兩種鹽，這兩種鹽分別為硫酸鋅、硫酸鐵，即ZnFe2O4與硫酸反應的化學方程式為ZnFe2O4＋4H2SO4===ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O。(2)①亞鐵離子被雙氧水氧化成鐵離子，反應的離子方程式為H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；②氫氧化鐵的溶度積Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，pH＝3的溶液中，氫氧根離子的濃度為1×10－11 mol·L－1，c(Fe3＋)＝ mol·L－1＝4.0×10－5 mol·L－1。(3)通過制取金屬鋅的流程圖可知，可以循環利用的物質除硫酸鋅外，還有硫酸、鋅。(4)由于鋅焙砂中含有CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物，酸浸后溶液中存在鈣離子、亞鐵離子、銅離子、鎳離子，如果沒有凈化Ⅱ操作，則電解制取的鋅中會含有銅、鎳等雜質。