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）焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣可凈化制酸，該酸可用于后續(xù)的_______操作。

（3）浸出液“凈化”過程中加入的主要物質(zhì)為鋅粉，其作用是__________________，反應(yīng)的離子方程式為____________________________。

（4）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___________。

（5）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)�！把鯄核峤�”中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為________。

（6）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)。請用簡短的語言解釋該反應(yīng)發(fā)生的原理_______________________。

（7）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�！痹摕掍\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

【答案】

（1）ZnO；

（2）浸出；

（3）置換出Fe等；Zn+Fe2+ =Zn2+ +Fe；

（4）O2

（5）2ZnS+4H+ +O2=2Zn2+ +2S↓+2H2O；

（6）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(或在相同條件下，由于Ksp (CuS)小于 Ksp(ZnS)，故反應(yīng)可以發(fā)生)。

（7）ZnCO3 +3CZn+3CO↑

【解析】

試題分析：（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；

（2）焙燒生成的含硫氧化物可轉(zhuǎn)換為硫酸，用于后續(xù)的浸出操作；

（3）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，從而除去Fe，反應(yīng)的離子方程式為Zn+Fe2+=Zn2++Fe；

（4）電解沉積過程中，是電解ZnSO4，陰極鋅離子放電生成鋅，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)物為O2；

（5）“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，寫出化學(xué)方程式為：2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O；

（6）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)；

（7）根據(jù)題目描述可知反應(yīng)物為ZnCO3和C，產(chǎn)物含有Zn，則化學(xué)方程式為ZnCO3+2CZn+3CO↑。