Question

【題目】Zn、Fe及其化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用比較廣泛。工業(yè)上利用鋅焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4,還含有少量FeO和CuO等雜質(zhì))制取金屬鋅的工藝流程如下：

(1)為了提高酸浸效率，可采用的措施有___________________________________(任答兩條)；

寫出ZnFe2O4溶于酸的離子方程式____________________________________

(2)向凈化Ⅰ操作中加入ZnO的目的___________________________________

(3)若凈化后的溶液中Cu2+濃度為1×10-12mol/L,則凈化后溶液中Zn2+濃度為__________(已知：室溫下Ksp(ZnS)=1.6×10-24, Ksp(CuS)=6.4×10-36)

(4)“電解”工藝制鋅時Zn2+利用率較低，廢液中有大 量的Zn2+ 殘留。某化工廠擬采用改變酸鋅比凈化廢液的方式來提高原料的利用率,降低成本。如圖是工業(yè)生產(chǎn)中不同酸鋅比時凈化液利用率對電解時直流電耗能影響關(guān)系圖。根據(jù)圖分析，該工廠凈化廢液時的最佳酸鋅比為______。

A. 5:1 B.6:1 C.7:1 D.10:1

(5)ZnFe2O4是一種性能優(yōu)良的軟磁材料，工業(yè)上常利用ZnFe2(C2O4)3·6H2O隔絕空氣加熱分解制備，該晶體的熱分解化學(xué)方程式為_______________________________________。測熱分解后產(chǎn)品中ZnFe2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)方法如下：取a克產(chǎn)品用H2SO4溶解后加入足量KI溶液充分反應(yīng)，調(diào)溶液至弱酸性，再加入淀粉指示劑，用c mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，用去此標(biāo)準(zhǔn)溶液v mL時，剛好到達(dá)滴定終點(diǎn)，則此產(chǎn)品中ZnFe2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________(用a、c、v表示)。(已知：I2+2S2O32－=2I－+S4O62－)

Answer 1

【答案】粉碎、攪拌、升溫、適當(dāng)增大酸的濃度等 ZnFe2O4 + 8H+ = Zn2++ 2Fe3+ + 4H2O 調(diào)節(jié)pH，使Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3除去 0.25mol/L C ZnFe2(C2O4)3·6H2OZnFe2O4 + 4CO↑+2CO2↑+6H2O

【解析】

將鋅焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等氧化物雜質(zhì))酸浸，發(fā)生反應(yīng)ZnFe2O4+8H+=Zn2++2Fe3++4H2O、ZnO+2H+=Zn2++H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O、CuO+2H+=Cu2++H2O，向溶液中加入雙氧水，發(fā)生反應(yīng)2Fe2++2H++H2O2=2 Fe3++2H2O，用ZnO調(diào)節(jié)溶液的pH將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。

(1) 酸浸時將鋅焙砂粉碎，提高酸浸效率。為達(dá)到這一目的，還可采用的措施是增大酸的濃度或升高溫度、攪拌等；ZnFe2O4溶于酸的離子方程式為：ZnFe2O4 + 8H+ = Zn2++ 2Fe3+ + 4H2O；

(2) 分離Zn2+和Fe3+的方法可用鹽類水解原理通過調(diào)節(jié)pH的方法進(jìn)行除雜，為防止引進(jìn)雜質(zhì)可用加ZnO粉末來調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去；

(3)若凈化后的溶液中Cu2+濃度為1×10-12mol/L，c（S2-）= Ksp(CuS)/ c（Cu2+）==6.4×10-24mol/L，則凈化后溶液中Zn2+濃度為c（Zn2+）=Ksp(ZnS)/ c（S2-）= =0.25mol/L；

(4) 凈化廢液時的最佳酸鋅比應(yīng)該是凈化液利用率高同時電解時直流電耗能低，從圖中可知在酸鋅比為7：1時最佳，答案選C；

(5) ZnFe2O4是一種性能優(yōu)良的軟磁材料，工業(yè)上常利用ZnFe2(C2O4)3·6H2O隔絕空氣加熱分解制備，該晶體的熱分解化學(xué)方程式為ZnFe2(C2O4)3·6H2OZnFe2O4 + 4CO↑+2CO2↑+6H2O；

(6) 由ZnFe2O4+8H+=Zn2++2Fe3++4H2O、2Fe3++2I-=2Fe 2++I2 、 I2+2S2O32－=2I－+S4O62－可知：

ZnFe2O4 ~ 2 S2O32－

ω(ZnFe2O4)==img src="http://thumb.zyjl.cn/questionBank/Upload/2019/06/26/08/9f783dd0/SYS201906260804112111108509_DA/SYS201906260804112111108509_DA.002.png" width="52" height="33" style="-aw-left-pos:0pt; -aw-rel-hpos:column; -aw-rel-vpos:paragraph; -aw-top-pos:0pt; -aw-wrap-type:inline" />