Question

【題目】工業(yè)上利用鋅焙砂（主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等雜質(zhì)）制取金屬鋅的工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）ZnFe2O4是一種性能優(yōu)良的軟磁材料，也是一種催化劑，能催化烯類有機物氧化脫氫等反應(yīng)。

① ZnFe2O4中Fe的化合價是___________，從物質(zhì)分類角度說，ZnFe2O4屬于__________（填“酸”、“堿”或“鹽”）。

② 工業(yè)上利用反應(yīng)ZnFe2（C2O4）3·6H2OZnFe2O4+2CO2↑+4CO↑+6H2O制備ZnFe2O4。該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是______________（填化學(xué)式），每生成1mol ZnFe2O4，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是___________。

（2）酸浸時要將鋅焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率。為達到這一目的，還可采用的措施是___________（任答一條）；已知ZnFe2O4能溶于酸，則酸浸后溶液中存在的金屬離子有______________。

（3）凈化Ⅰ中H2O2參與反應(yīng)的離子方程式為_______________；試劑X的作用是___________。

（4）鋼鐵鍍鋅是鋼鐵防護的一種有效方法。按圖甲裝置進行模擬鐵上鍍鋅的實驗，實驗結(jié)果如圖乙所示。乙中橫坐標x表示電路中通過電子的物質(zhì)的量，縱坐標y表示反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量。

① C電極的電極反應(yīng)式為________________________。

② E可以表示的量是_________________________（任寫一種）。

Answer 1

【答案】

（1）①+3；鹽；②ZnFe2O4、CO2；4mol；

（2）增大硫酸的濃度（或升高溫度、空氣攪拌等）；Zn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+；

（3）H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；調(diào)節(jié)溶液的pH，促進Fe3+水解；

（4）①4OH--4e-=O2+2H2O；②消耗水的物質(zhì)的量、生成硫酸的物質(zhì)的量、生成Zn的物質(zhì)的量等任寫一種。

【解析】

試題分析：（1） ① 根據(jù)正負化合價的代數(shù)和為0，ZnFe2O4中Fe的化合價是+3，從物質(zhì)分類角度說，ZnFe2O4屬于鹽，故答案為：+3；鹽；

② 在反應(yīng)ZnFe2（C2O4）3·6H2OZnFe2O4+2CO2↑+4CO↑+6H2O中鐵元素的化合價由+2價升高到+3價，被氧化，碳元素的化合價由+3價變成+2價和+4價，氧化產(chǎn)物為ZnFe2O4和CO2，每生成1mol ZnFe2O4同時生成2mol二氧化碳，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol ×（3-2）×2+2mol×（2-1）=4mol，故答案為：ZnFe2O4、CO2；4mol；

（2）酸浸時要將鋅焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率，還可采用的措施有增大硫酸的濃度、升高溫度、空氣攪拌等；鋅焙砂主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等雜質(zhì)，其中ZnFe2O4能溶于酸，ZnO、FeO、CuO也都能溶于酸，酸浸后溶液中存在的金屬離子有Zn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+，故答案為：增大硫酸的濃度（或升高溫度、空氣攪拌等）；Zn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+；

（3）凈化Ⅰ中H2O2將亞鐵離子氧化，反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；試劑X可以調(diào)節(jié)溶液的pH，促進Fe3+水解，故答案為H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；調(diào)節(jié)溶液的pH，促進Fe3+水解；

（4）由甲可知，為電解裝置，C為陽極，發(fā)生4OH--4e-=O2↑+2H2O，鐵為陰極，發(fā)生Zn2++2e-=Zn，總反應(yīng)為2ZnSO4+2H2O2Zn+O2↑+2H2SO4，結(jié)合乙可知，轉(zhuǎn)移4mol電子生成2molE，生成1molF，由電子與物質(zhì)的物質(zhì)的量的關(guān)系可知E表示反應(yīng)生成銅的物質(zhì)的量，由總反應(yīng)可知，Cu與水的物質(zhì)的量相同，則E表示反應(yīng)消耗水的物質(zhì)的量或生成硫酸的物質(zhì)的量等，故答案為：①4OH--4e-=O2+2H2O；②消耗水的物質(zhì)的量（或生成硫酸的物質(zhì)的量、或生成Zn的物質(zhì)的量）。