3.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ZnO.
(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)的浸出操作.
(3)浸出液“凈化”過程中加入的主要物質(zhì)為Zn粉,其作用是置換出Fe等.
(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,陽極逸出的氣是O2
(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2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O.
(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ZnCO3+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Zn+3CO↑.(注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅,倭鉛是指金屬鋅)

分析 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,
(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),判斷焙砂的主要成分;
(2)焙燒生成的含硫氧化物可轉(zhuǎn)換為硫酸;
(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,從而出去Fe;
(4)電解沉積過程中,是電解ZnSO4,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),據(jù)此判斷產(chǎn)物;
(5)依據(jù)題意“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),可知反應(yīng)物中含有H+和O2,可以獲得非金屬單質(zhì)S,據(jù)此寫出方程式;
(6)由題意可知:反應(yīng)物為ZnCO3和C,產(chǎn)物含有Zn,根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫出化學(xué)方程式.

解答 解:(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,故答案為: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,故答案為:浸出;
(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,從而出去Fe,故答案為:Zn粉;置換出Fe等;
(4)電解沉積過程中,是電解ZnSO4,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),產(chǎn)物為O2,故答案為: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,化學(xué)方程式為2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O,故答案為:2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O;
(6)由題意可知:反應(yīng)物為ZnCO3和C,產(chǎn)物含有Zn,化學(xué)方程式:ZnCO3+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Zn+3CO↑;
故答案為:ZnCO3+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Zn+3CO↑.

點(diǎn)評 本題為工藝流程題,通過鋅的煉制考查了化學(xué)方程式、離子方程式的書寫,明確工藝流程及各種物質(zhì)的性質(zhì)是解題關(guān)鍵,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.N2O4(無色)?2NO2(紅綜色),其能量變化示意圖如下,則關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是(  )
A.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
B.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,升高溫度,混合氣體的顏色變淺
C.反應(yīng)體系中加入催化劑對反應(yīng)熱是有影響
D.在反應(yīng)體系中加入催化劑,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.在2H2S+SO2═3S↓+2H2O的反應(yīng)中,當(dāng)有8×6.02×1023個電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時,得到的氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多( 。
A.64 gB.32 gC.1.5molD.3 mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

3.(1)根據(jù)圖1請寫出合成氨的熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-2(E3-E1)kJ/mol(熱量用E1、E2或E3表示).
(2)實(shí)驗(yàn)測得0.01mol/L的KMnO4的硫酸溶液和0.1mol/L的H2C2O4溶液等體積混合后,反應(yīng)速率υ[mol/(L•s)]與反應(yīng)時間t(s)的關(guān)系如圖2所示.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,回答如下問題:
①0→t2時間段內(nèi)反應(yīng)速率增大的原因是:反應(yīng)中產(chǎn)生的Mn2+離子是此反應(yīng)的催化劑,催化劑使反應(yīng)速率增大的影響大于反應(yīng)物濃度減小使反應(yīng)速率減小的影響,
②t2→t時間段內(nèi)反應(yīng)速率減小的原因是:隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度逐漸減小,成為影響反應(yīng)速率的主要因素,從而反應(yīng)速率減小,
③圖中陰影部分“面積”表示t1→t3時間里AD.
A.Mn2+物質(zhì)的量濃度的增大   B.Mn2+物質(zhì)的量的增加
C.SO42-物質(zhì)的量濃度         D.MnO4-物質(zhì)的量濃度的減。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.150℃時,一定質(zhì)量的(NH42CO3完全分解產(chǎn)生的氣體混合物的平均摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于( 。
A.30.5B.26.3C.26D.24

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

8.醋酸亞鉻水合物[Cr(CH3COO)2]2•2H2O(相對分子質(zhì)量為376)是一種深紅色晶體.不溶于冷水,微溶于乙醇,不溶于乙醚(易揮發(fā)的有機(jī)溶劑)是常用的氧氣吸收劑.實(shí)驗(yàn)室中以鋅粒、三氯化鉻溶液、醋酸鈉溶液和鹽酸為主要原料制備醋酸亞鉻水合物,其裝置如圖所示,且儀器2中預(yù)先加入鋅粒.已知二價鉻不穩(wěn)定,極易被氧氣氧化,不與鋅反應(yīng).制備過程中發(fā)生的相關(guān)反應(yīng)如下:
Zn(s)+2HCl(aq)═ZnCl2(aq)+H2(g)
2CrCl3(aq)+Zn(s)═2CrCl2(aq)+ZnCl2(aq)
2Cr2+(aq)+4CH3COO-(aq)+2H2O(l)═[Cr(CH3COO)2]2•2H2O(s)
請回答下列問題:
(1)儀器1的名稱是分液漏斗.
(2)往儀器2中加鹽酸和三氯化鉻溶液的順序最好是C(選下面的A、B或C);目的是讓鋅粒與鹽酸先反應(yīng)產(chǎn)生H2,把裝置2和3中的空氣趕出,避免生成的亞鉻離子被氧化.
A.鹽酸和三氯化鉻溶液同時加入
B.先加三氯化鉻溶液一段時間后再加鹽酸
C.先加鹽酸一段時間后再加三氯化鉻溶液
(3)為使生成的CrCl2溶液與CH3COONa溶液順利混合,應(yīng)關(guān)閉閥門B(填“A”或“B”,下同),打開閥門A.
(4)當(dāng)儀器3中出現(xiàn)大量深紅色晶體時,關(guān)閉分液漏斗的旋塞.將裝置3中混合物快速過濾、洗滌和干燥.洗滌產(chǎn)品時,為了去除可溶性雜質(zhì)和水分,下列試劑的正確使用順序是b、c、a(填標(biāo)號).
a.乙醚    b.去氧、冷的蒸餾水    c.無水乙醇
(5)已知其它反應(yīng)物足量,實(shí)驗(yàn)時取用的CrCl3溶液中含溶質(zhì)9.51g,取用的醋酸鈉溶液為1.5L0.1mol/L;實(shí)驗(yàn)后得干燥純凈的[Cr(CH3COO)2]2•2H2O 9.4g,則該實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為
83.3%(不考慮溶解的醋酸亞鉻水合物).
(6)鉻的離子會污染水,常溫下要除去上述實(shí)驗(yàn)中多余的Cr2+,最好往廢液中通入足量的空氣或氧氣,再加入堿液,調(diào)節(jié)pH至少為5.6才能使鉻的離子沉淀完全(鉻的離子濃度應(yīng)小于10-5mol/L).
[已知Cr(OH)3的溶度積為6.3×10-31,$\root{3}{63}$≈4,lg2≈0.3].

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.某實(shí)驗(yàn)小組把CO2通入飽和Na2CO3溶液制取NaHCO3,裝置如圖所示(氣密性已檢驗(yàn),部分夾持裝置省略)

(1)D中產(chǎn)生NaHCO3的化學(xué)方程式是Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3
(2)請結(jié)合化學(xué)平衡移動原理解釋B中溶液的作用CO2在水中存在平衡:CO2+H2O?H2CO3?HCO3-+H+,有H2SO4存在時,可使上述平衡向左移動,從而減少CO2在水中的溶解,同時吸收揮發(fā)出來的HCl氣體.
(3)當(dāng)D中有大量白色固體析出時,停止實(shí)驗(yàn),將固體過濾、洗滌、干燥備用.為確定固體的成分,實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)方案如下(稱取一定質(zhì)量的固體,配成1000mL溶液作為樣液,其余固體備用):
①方案1:取樣液與澄清的Ca(OH)2溶液混合,出現(xiàn)白色沉淀.
實(shí)驗(yàn)小組對現(xiàn)象產(chǎn)生的原理進(jìn)行分析,認(rèn)為該方案不合理,理由是Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液發(fā)生反應(yīng)生成白色沉淀,無法確定固體的成分中是否含有NaHCO3
②方案2:取樣液與BaCl2溶液混合,出現(xiàn)白色沉淀并有氣體產(chǎn)生.
實(shí)驗(yàn)小組認(rèn)為固體中存在NaHCO3,其離子方程式是2HCO3-+Ba2+=BaCO3↓+CO2↑+H2O.
該小組認(rèn)為不能確定是否存在Na2CO3
③方案3:實(shí)驗(yàn)小組中甲、乙同學(xué)利用NaHCO3的不穩(wěn)定性進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
甲同學(xué):取樣液400mL,用pH計(jì)測溶液pH,再水浴加熱蒸發(fā)至200mL,接下來的操作是冷卻到室溫,加水至溶液體積為400mL,再次測定pH,結(jié)果表明白色固體中存在NaHCO3.為進(jìn)一步證明白色固體是否為純凈的NaHCO3,結(jié)合甲同學(xué)實(shí)驗(yàn),還應(yīng)補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是取相同質(zhì)量的純凈的NaHCO3配成1000mL溶液,取400mL,重復(fù)甲的實(shí)驗(yàn),進(jìn)行對照.
乙同學(xué):利用儀器測定了固體殘留率隨溫度變化的曲線,如圖所示.

a.根據(jù)A點(diǎn)坐標(biāo)得到的結(jié)論是白色固體為NaHCO3. (殘留率=$\frac{剩余固體的質(zhì)量}{原始固體的質(zhì)量}$×100%)
通過上述實(shí)驗(yàn),該小組認(rèn)為,可以向飽和Na2CO3溶液中通入過量CO2制備NaHCO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

12.乙酸是食醋的主要成分,它具有以下化學(xué)性質(zhì):
(1)可使紫色石蕊試液變紅色,說明乙酸具有酸性.
(2)能發(fā)生酯化反應(yīng).實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置制取乙酸乙酯,在試管A中加入的試劑有乙醇(填寫名稱)、濃硫酸和冰醋酸,請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH3COOC2H5+H2O,濃硫酸在反應(yīng)中起催化劑(或吸水劑)(填一種即可)作用,生成的乙酸乙酯密度比水小(填“大”或“小”),并可以聞到有香味.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

13.用于提純或分離物質(zhì)的方法有:A、萃取分液  B、加熱分解 C、蒸發(fā)結(jié)晶  D、分液  E、蒸餾  F、過濾、G滲析等,請將提純或分離的序號填在后面橫線上.
(1)分離飽和食鹽水與泥沙的混合物F
(2)分離水和汽油的混合物D
(3)海水淡化E
(4)除去碳酸鈉中的碳酸氫鈉B
(5)除去氫氧化鐵膠體中混有的氯離子、鈉離子G.

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同步練習(xí)冊答案