Question

工業上利用鋅焙砂（主要含ZnO、ZnFe₂O₄，還含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）制取金屬鋅的流程如圖所示�；卮鹣铝袉栴}：

（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Fe^2＋氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe^3＋轉為Fe(OH)₃沉淀。
①寫出酸性條件下H₂O₂與Fe^2＋反應的離子方程式     
②25⁰C時，pH=3的溶液中，c (Fe^3＋)＝     mol/L（已知25℃，。
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）若沒有凈化II操作，則對鋅的制備帶來的影響是        。
（4）本流程中可以循環利用的物質除鋅外還有        。

Answer 1

（1）ZnFe₂O₄+4H₂SO₄═ZnSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O；（2）①H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；②4.0×10^-5mol/L；③Fe（OH）₃膠體具有吸附性；（3）電解制取的鋅中會含有銅等雜質；
（4）H₂SO₄、ZnSO₄。

試題分析：（1）根據題給信息知，酸浸時ZnFe₂O₄會生成兩種鹽硫酸鋅、硫酸鐵，即ZnFe₂O₄與硫酸反應生成硫酸鋅、硫酸鐵和水，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，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^-11mol/L，c（Fe³⁺）=4.0×10^-38/(1×10^-11)³=4.0×10^-5mol/L；③由于生成的Fe（OH）₃膠體具有吸附性，所以凈化Ⅰ生成的沉淀中還含有溶液中的懸浮雜質；（3）由于鋅焙砂中含有CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物，反應后溶液中存在銅離子等雜質，沒有凈化Ⅱ操作，電解制取的鋅中會含有銅等雜質；（4）通過制取金屬鋅的流程圖示可以知道，可以循環利用的物質除鋅外，含有H₂SO₄、ZnSO₄。