Question

【題目】工業(yè)上利用鋅焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等雜質(zhì))制取金屬鋅的工藝流程如下。回答下列問題：

(1)ZnFe2O4是一種性能優(yōu)良的軟磁材料，也是一種催化劑，能催化烯類有機(jī)物氧化脫氫等反應(yīng)。

①ZnFe2O4中Fe的化合價(jià)是________。

②工業(yè)上利用反應(yīng)ZnFe2(C2O4)3·6H2OZnFe2O4＋2CO2↑＋4CO↑＋6H2O制備ZnFe2O4。該反應(yīng)中每生成1 mol ZnFe2O4轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是________。

(2)酸浸時(shí)要將鋅焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率。為達(dá)到這一目的，還可采用的措施是________________________(任答一條)；已知ZnFe2O4能溶于酸，則酸浸后溶液中存在的金屬離子有____________________________________________。

(3)凈化Ⅰ中H2O2參與反應(yīng)的離子方程式為_________；試劑X的作用是_______。

Answer 1

【答案】＋3 4 mol 增大硫酸的濃度(或升高溫度、攪拌等其他合理答案) Zn2＋、Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋ H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O 調(diào)節(jié)溶液的pH，促進(jìn)Fe3＋水解

【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=2Fe3++2H2O，調(diào)節(jié)溶液的pH將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，可以用ZnO，所以X為ZnO，然后向溶液中加入Zn，發(fā)生反應(yīng)Cu2++Zn=Zn2++Cu，然后過濾，所以Y中含有Cu，最后電解得到Zn；

(1)①ZnFe2O4中鋅的化合價(jià)+2價(jià)，氧元素化合價(jià)-2價(jià)，結(jié)合化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算得到Fe的化合價(jià)；

②工業(yè)上利用反應(yīng)ZnFe2(C2O4)36H2OZnFe2O4+2CO2↑+4CO↑+6H2O制備ZnFe2O4．反應(yīng)過程中鐵元素化合價(jià)+2價(jià)變化為+3價(jià)，碳元素化合價(jià)+3價(jià)變化為+4價(jià)好+2價(jià)，計(jì)算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量；

(2)酸浸時(shí)要將鋅焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率．為達(dá)到這一目的，還可采用的措施是增大硫酸的濃度或升高溫度、空氣攪拌等，已知ZnFe2O4能溶于酸，則酸浸后溶液中存在的金屬離子有，氧化鋅溶解得到鋅離子、氧化亞鐵溶解得到亞鐵離子、氧化銅溶解得到銅離子、ZnFe2O4能溶于酸得到鐵離子；

(3)凈化Ⅰ中H2O2參與反應(yīng)是雙氧水具有氧化性，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，試劑X的作用是調(diào)節(jié)溶液PH，促進(jìn)Fe3+水解生成氫氧化鐵沉淀除去。

(1)①ZnFe2O4中鋅的化合價(jià)+2價(jià)，氧元素化合價(jià)-2價(jià)，結(jié)合化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算得到Fe的化合價(jià)，+2+x×2+(-2)×4=0，x=+3；

②工業(yè)上利用反應(yīng)ZnFe2(C2O4)36H2OZnFe2O4+2CO2↑+4CO↑+6H2O制備ZnFe2O4，反應(yīng)過程中鐵元素化合價(jià)+2價(jià)變化為+3價(jià)，碳元素化合價(jià)+3價(jià)變化為+4價(jià)好+2價(jià)，則氧化產(chǎn)物為：ZnFe2O4、CO2，每生成1mol ZnFe2O4，碳元素化合價(jià)+3價(jià)變化為+2價(jià)降低得到電子，每生成1mol ZnFe2O4，生成4molCO轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是4mol；

(2)酸浸時(shí)要將鋅焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率．為達(dá)到這一目的，還可采用的措施是增大硫酸的濃度或升高溫度、空氣攪拌等，已知ZnFe2O4能溶于酸，則酸浸后溶液中存在的金屬離子有，氧化鋅溶解得到鋅離子、氧化亞鐵溶解得到亞鐵離子、氧化銅溶解得到銅離子、ZnFe2O4能溶于酸得到鐵離子，所以得到的金屬離子有：Zn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+；

(3)凈化Ⅰ中H2O2參與反應(yīng)是雙氧水具有氧化性，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，離子方程式為：H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O，試劑X的作用是調(diào)節(jié)溶液pH，促進(jìn)Fe3+水解生成氫氧化鐵沉淀除去。