Question

【題目】中國是世界煉鋅的發源地，宋應星著于明崇禎十年(1637年)的《天工開物》一書則是最早記述煉鋅技術的典籍。回答下列問題：

Ⅰ.《天工開物》中有關于“升煉倭鉛” 的記載：“爐甘石(碳酸鋅)十斤，裝載入一泥罐內，……，然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發火煅紅，……，冷淀，毀罐取出，……，即倭鉛(金屬鋅)也。”

（1）該煉鋅工藝過程主要反應的化學方程式為 。

Ⅱ. 目前，工業上主要采用 “濕法煉鋅”。以閃鋅礦(主要成分為 ZnS ，含有FeS等雜質)為原料冶煉鋅的工藝流程如下圖所示。

（2）閃鋅礦的焙燒在氧氣氣氛的沸騰爐中進行，所產生焙砂的成分的化學式為 。

（3）焙燒過程中產生的含塵煙氣可凈化制酸，該酸的名稱是 。

工業上常采用“針鐵礦法”凈化浸出液，在80~100℃，Fe3+濃度低于1g/L，調節浸出液的pH在3~5之間，溶液中的鐵可以呈針鐵礦(FeOOH)的形式析出。

（4）浸出液的Fe3+濃度較高，應先加入SO2或ZnS將 ，再以ZnO調節酸度，在空氣緩慢氧化得 Fe3+，最后Fe3+ 轉化成針鐵礦沉淀。Fe2+沉淀過程的總離子方程式為 。

（5）電解沉積鋅是以Pb-Ag合金惰性電極作陽極、純鋁板作陰極，通以直流電，在 上析出金屬鋅，電解過程的化學反應方程式為 。

Answer 1

【答案】（1）ZnCO3+2CZn+3CO↑（2）ZnO Fe2O3（3）硫酸

（4）其中的 Fe3+還原為Fe2+，4Fe2+ + O2 + 4ZnO + 2H2O = 4FeOOH + 4Zn2+

（5）陰，2ZnSO4 + 2H2O 2Zn + 2H2SO4 + O2↑

【解析】

試題分析：（1）由題意可知：反應物為ZnCO3和C，產物含有Zn，化學方程式：ZnCO3+2CZn+3CO↑，故答案為：ZnCO3+2CZn+3CO↑；

（2）硫化鋅精礦的焙燒可生成ZnO、氧化鐵等，所以產生焙砂的主要成分的化學式為ZnO、Fe2O3，

故答案為：ZnO、Fe2O3；

（3）焙燒過程中產生的含塵煙氣中含有二氧化硫，凈化后可以用作硫酸工業的原料，故答案為：硫酸；

（4）浸出液的Fe3+濃度較高，應先加入SO2或ZnS將其中的 Fe3+還原為Fe2+，，再以ZnO調節酸度，在空氣緩慢氧化得 Fe3+，最后Fe3+ 轉化成針鐵礦沉淀。Fe2+沉淀過程的總離子方程式為4Fe2+ + O2 + 4ZnO + 2H2O = 4FeOOH + 4Zn2+，故答案為：其中的 Fe3+還原為Fe2+，4Fe2+ + O2 + 4ZnO + 2H2O = 4FeOOH + 4Zn2+；

（5）電解沉積鋅是以Pb-Ag合金惰性電極作陽極、純鋁板作陰極，通以直流電，在陰極上鋅離子發生還原反應析出金屬鋅，陽極上水中的氫氧根離子放電生成氧氣，電解過程的化學反應方程式為，故答案為：陰，2ZnSO4 + 2H2O 2Zn + 2H2SO4 + O2↑。