Question

【題目】鋅是一種過渡金屬，外觀呈現銀白色，在現代工業中對于電池制造上有不可磨滅的地位。現代煉鋅的方法可分為火法和濕法兩大類．硫酸鉛是生產鋅的副產品。

（1）火法煉鋅是將閃鋅礦（主要含ZnS）通過浮選、焙燒使它轉化為氧化鋅，再把氧化鋅和焦炭混合，在鼓風爐中加熱至1473-1573K，使鋅蒸餾出來。將閃鋅礦焙燒使它轉化為氧化鋅的主要化學反應方程式為。

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

②浸出液“凈化”過程中加入的主要物質為鋅粉，其作用是。

③改進的鋅冶煉工藝，采用了“氧壓酸浸”的全濕法流程，既省略了易導致空氣污染的焙燒過程，又可獲得一種有工業價值的非金屬單質�！把鯄核峤�”中發生的主要反應的離子方程式為________

（3）工業冶煉鋅的過程中，會產生鉛浮渣（主要成分是PbO、Pb，還含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的雜質），某科研小組研究利用鉛浮渣生產硫酸鉛的流程如下：

已知：25℃時，Ksp（CaSO4）＝4.9×10－5，KSP（PbSO4）＝1.6×10－8。

①已知步驟Ⅰ有NO氣體產生，浸出液中含量最多的陽離子是Pb2＋。寫出Pb參加反應的化學方程式_____________________。

②步驟Ⅰ需控制Pb的用量并使Pb稍有剩余，目的是使Ag留在浸出渣中，產品PbSO4還需用Pb（NO3）2溶液多次洗滌，目的是除去附著在硫酸鉛表面的微溶物硫酸鈣。沉淀轉化反應的離子方程式是___。

③母液中可循環利用的溶質的化學式是_____________（填一種物質）

（4）現向含Pb2＋、Ca2+濃度均為0.10mol/L的混合溶液中滴加0.10mol/LSO42-溶液.當Pb2＋沉淀完全時，溶液中Ca2+濃度為mol/L

Answer 1

【答案】（1）2ZnS+3O22ZnO+2SO2

（2）①浸出②置換出Fe等，以達到凈化的目的

③2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O

（3）①3Pb+8HNO3＝3Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O

②CaSO4（s）+Pb2+（aq）=PbSO4（s）+Ca2+（aq）③HNO3（4）0.03

【解析】

試題分析：（1）由題中信息可知，閃鋅礦（主要成分是ZnS）通過浮選焙燒使它轉化為氧化鋅，反應的化學方程式為2ZnS+3O22ZnO+2SO2；

（2）①ZnS在氧氣燃燒發生氧化還原反應生成產物出來氧化鋅外還有硫的氧化物，可轉換為硫酸，用于后續的浸出操作；

②該含鋅礦中還含有FeS等雜質，浸出操作后轉化為亞鐵離子，可加入鋅粉除去亞鐵離子，離子方程式：Zn+Fe2+=Zn2++Fe；

③“氧壓酸浸”法顧名思義，可知反應物中含有H+和O2，可以獲得非金屬單質S，反應的化學方程式為2ZnS+4H++O2＝2Zn2++2S↓+2H2O；

（3）①根據題給信息硝酸把鉛氧化成Pb2+，硝酸被還原成NO，故反應方程式為3Pb+8HNO3＝3Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O；

②硫酸鈣微溶，易沉淀在PbSO4表面，所以需用Pb（NO3）2溶液多次洗滌，除去CaSO4，反應的離子方程式為CaSO4（s）+Pb2+（aq）=PbSO4（s）+Ca2+（aq）；

③Pb（NO3）2溶液加硫酸后生成硫酸鉛沉淀和硝酸，所以母液可循環利用于步驟I，即可循環利用的物質是HNO3；

（4）根據硫酸鈣和硫酸鉛的溶度積常數可知溶液中，所以當Pb2＋沉淀完全時，溶液中Ca2+濃度為。