Question

【題目】工業上利用鋅焙砂（主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）制取金屬鋅的流程如圖所示。回答下列問題：

（1）酸浸時ZnFe2O4會生成兩種鹽，該反應的化學方程式為

（2）凈化I操作分為兩步：第一步是將溶液中少量的Fe2＋氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe3＋轉為Fe(OH)3沉淀。

①寫出酸性條件下H2O2與Fe2＋反應的離子方程式

②250C時，pH=3的溶液中，c (Fe3＋)＝ mol/L（已知25℃，。

③凈化I生成的沉淀中還含有溶液中的懸浮雜質，溶液中的懸浮雜質被共同沉淀的原因是 。

（3）若沒有凈化II操作，則對鋅的制備帶來的影響是 。

（4）本流程中可以循環利用的物質除鋅外還有 。

Answer 1

【答案】（1）ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2（SO4）3+4H2O；（2）①H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O；②4.0×10-5mol/L；③Fe（OH）3膠體具有吸附性；（3）電解制取的鋅中會含有銅等雜質；

（4）H2SO4、ZnSO4。

【解析】

試題（1）根據題給信息知，酸浸時ZnFe2O4會生成兩種鹽硫酸鋅、硫酸鐵，即ZnFe2O4與硫酸反應生成硫酸鋅、硫酸鐵和水，化學方程式為：ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2（SO4）3+4H2O；（2）①亞鐵離子被雙氧水氧化成鐵離子，離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O；②氫氧化鐵的溶度積

Ksp[Fe（ OH）3]=4.0×10-38，pH=3的溶液中，氫氧根離子的濃度為1×10-11mol/L，c（Fe3+）=4.0×10-38/(1×10-11)3=4.0×10-5mol/L；③由于生成的Fe（OH）3膠體具有吸附性，所以凈化Ⅰ生成的沉淀中還含有溶液中的懸浮雜質；（3）由于鋅焙砂中含有CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物，反應后溶液中存在銅離子等雜質，沒有凈化Ⅱ操作，電解制取的鋅中會含有銅等雜質；（4）通過制取金屬鋅的流程圖示可以知道，可以循環利用的物質除鋅外，含有H2SO4、ZnSO4。