Question

鋅是一種應(yīng)用廣泛的金屬，目前工業(yè)上主要采用“濕法”工藝冶煉鋅．某含鋅礦的主要成分為ZnS（還含少量FeS等其他成分），以其為原料冶煉鋅的工藝流程如圖所示：

回答下列問題：
（1）硫化鋅精礦的焙燒在氧氣氣氛的沸騰爐中進(jìn)行，所產(chǎn)生焙砂的主要成分的化學(xué)式為

 

．
（2）浸出液“凈化”過程中加入的主要物質(zhì)為

 

，其作用是

 

．
（3）電解沉積過程中的陰極采用鋁板，陽極采用Pb-Ag合金惰性電極，陽極逸出的氣體是

 

．
（4）改進(jìn)的鋅冶煉工藝，采用了“氧壓酸浸”的全濕法流程，既省略了易導(dǎo)致空氣污染的焙燒過程，又可獲得一種有工業(yè)價(jià)值的非金屬單質(zhì)．“氧壓酸浸”中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（5）我國古代曾采用“火法”工藝冶煉鋅．明代宋應(yīng)星著的《天工開物》中有關(guān)于“升煉倭鉛”的記載：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)，…，然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅，…，冷淀，毀罐取出，…，即倭鉛也．”該煉鋅工藝過程主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．（注：爐甘石的主要成分為碳酸鋅，倭鉛是指金屬鋅）

Answer 1

考點(diǎn)：金屬冶煉的一般原理,電解原理

專題：金屬概論與堿元素

分析：（1）硫化鋅精礦的焙燒在氧氣氣氛的沸騰爐中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，據(jù)此判斷焙砂成分；
（2）由題意知：該含鋅礦中還含有FeS等雜質(zhì)，通過浸出操作后轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，可加入鋅粉出去亞鐵離子，從而出去Fe；
（3）電解沉積過程中的陰極采用鋁板，陽極采用Pb-Ag合金惰性電極，電解質(zhì)為硫酸鋅，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，以此判斷陽極產(chǎn)物；
（4）硫化鋅經(jīng)過“氧壓酸浸”反應(yīng)生成二價(jià)鋅離子、硫和水；
（5）碳酸鋅與碳在高溫下反應(yīng)生成鋅和一氧化碳，結(jié)合氧化還原反應(yīng)得失電子守恒配平方程式．

解答： 解：（1）硫化鋅精礦的焙燒在氧氣氣氛的沸騰爐中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氧化鋅，焙砂的主要成分為ZnO，故答案為：ZnO；
（2）該含鋅礦中還含有FeS等雜質(zhì)，浸出操作后轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，可加入鋅粉出去亞鐵離子，從而出去Fe，故答案為：Zn粉；置換出Fe等；
（3）電解沉積過程中的陰極采用鋁板，陽極采用Pb-Ag合金惰性電極，電解質(zhì)為硫酸鋅，陽極氫氧根離子放電，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，故答案為：O₂；
（4）硫化鋅經(jīng)過“氧壓酸浸”反應(yīng)生成二價(jià)鋅離子、硫和水，化學(xué)方程式為：2ZnS+4H⁺+O₂=2Zn²⁺+2S↓+2H₂O，故答案為：2ZnS+4H⁺+O₂=2Zn²⁺+2S↓+2H₂O；
（5）碳酸鋅與碳在高溫下反應(yīng)生成鋅和一氧化碳，化學(xué)方程式為：ZnCO₃+2C

高溫  .

Zn+3CO↑，故答案為：ZnCO₃+2C

高溫  .

Zn+3CO↑．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了金屬冶煉的一般原理，明確硫化鋅的性質(zhì)和電解原理是解題關(guān)鍵，題目難度不大．