Question

【題目】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，某硫化鋅精礦的主要成分是ZnS (還含有少量FeS等其它成分），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___________。浸出液凈化過程中加入的主要物質(zhì)是鋅粉，其作用是___________。

（2）電解沉積過程中的陰極采用鋁板，陽極采用情性電極，陽極的電極反應(yīng)式是______________。

（3）在該流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是Zn和_________。

（4）改逬的鋅冶煉工藝,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)價值的非金屬單質(zhì)，“氧壓酸浸”中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為_________________。

（5）硫化鋅精礦（ZnS )遇到硫酸銅溶液可慢慢的轉(zhuǎn)化為銅藍(lán)（CuS）。請解釋該反應(yīng)發(fā)生的原理____________________________。

（6）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，裝載入一尼罐內(nèi)，……，然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火鍛紅，…．，冷淀，毀罐取出，…即倭鉛也。”該煉鋅工藝主要反應(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

【答案】⑴ZnO 除去 Fe3+

⑵2H2O-4e-=O2↑+4H+

⑶H2SO4

⑷2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O

⑸在一定條件下，溶解度小的礦物可以轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物

⑹ZnCO3+2CZn+3CO↑

【解析】硫化鋅精礦的焙燒可生成ZnO、氧化鐵等，含塵煙氣含有含硫氧化物，可用于制備硫酸，浸出液加入硫酸可生成硫酸鋅、硫酸鐵，加入過量鋅充分反應(yīng)，可置換出鐵，濾液中主要含有硫酸鋅，經(jīng)電解可得到鋅和硫酸，電解液中含有硫酸，可循環(huán)利用，據(jù)此分析解答。

（1）含鋅礦的主要成分是ZnS，與空氣中氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則焙砂的主要成分為ZnO；浸出液中含有鐵離子，因此凈化過程中加入鋅粉的作用是除去 Fe3+；（2）電解沉積過程中，是電解ZnSO4，陰極鋅離子放電生成鋅，陽極氫氧根失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+；（3）電解過程中有硫酸生成，因此可以循環(huán)利用的物質(zhì)還有硫酸；（4）“氧壓酸浸”法顧名思義，可知反應(yīng)物中含有H+和O2，可以獲得非金屬單質(zhì)S，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O；（5）根據(jù)沉淀的轉(zhuǎn)化原理可知，在一定條件下，溶解度小的礦物可以轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物，所以硫化鋅精礦（ZnS）遇到硫酸銅溶液可慢慢地轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)（CuS）；（6）根據(jù)題目描述可知反應(yīng)物為ZnCO3和C，產(chǎn)物含有Zn和CO，則化學(xué)方程式為ZnCO3+2CZn+3CO↑。