Question

【題目】硫化鋅（ZnS）是一種重要的化工原料，難溶于水，可由煉鋅的廢渣鋅灰制取t其工藝流程如下圖所示。

（1）為提高鋅灰的浸取率，可采用的方法是____________（填序號）。

①研磨 ②多次浸取 ③升高溫度 ④加壓 ⑤攪拌

（2）步驟Ⅱ所得濾渣中的物質是_______________（寫化學式）。

（3）步驟Ⅲ中可得Cd單質，為避免引入新的雜質，試劑b應為____________ 。

（4）步驟Ⅳ還可以回收Na2SO4來制取Na2S。

①檢驗ZnS固體是否洗滌干凈的方法是______________，

②Na2S可由等物質的量的Na2S04和CH4在高溫、催化劑條件下制取。化學反應方式為_________________；

③已知Na2SO4．10H2O及Na2SO4的溶解度隨溫度變化曲線如圖。從濾液中得到Na2SO4.10H2O的操作方法是________________________.

（5）若步驟Ⅱ加入的ZnCO3為b mol，步驟Ⅲ所得Cd為d mol，最后得到VL、物質的量濃度為c mol/L的Na2SO4溶液。則理論上所用鋅灰中含有鋅元素的質量為______________。

Answer 1

【答案】（1）①②③⑤；（2）Fe（OH）3；（3）Zn（或鋅）；（4）①取最后一次洗滌液少許于試管，滴加幾滴BaCl2溶液，若出現渾濁則未洗凈，反之則已洗凈；②Na2SO4+CH4==Na2S+2H2O+CO2；③蒸發濃縮，降溫結晶，過濾；（5）65×（cV﹣b﹣d）g。

【解析】

試題分析：鋅灰與硫酸反應得含有鎘離子、鋅離子、鐵離子、亞鐵離子等的溶液，加入雙氧水將二價鐵離子氧化為三價鐵離子，用碳酸鋅調節平衡pH使Fe（OH）3完全沉淀，過濾后得到含有鎘離子、鋅離子的濾液Ⅰ，濾渣為Fe（OH）3，步驟Ⅲ中可得Cd單質，為避免引入新的雜質，試劑b應為鋅，過濾后得溶液Ⅱ為硫酸鋅溶液，硫酸鋅溶液中加入硫化鈉可得硫酸鈉和硫化鋅，（1）攪拌、適當升溫、將廢渣碾細成粉末、攪拌、多次浸取等都可提高鋅灰的浸取率，選①②③⑤；（2）根據上面的分析可知，步驟Ⅱ所得濾渣中的物質是Fe（OH）3；（3）根據上面的分析可知，試劑b應為鋅；（4）①ZnS固體是從硫酸鈉溶液中析出的，所以檢驗ZnS固體是否洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液少許于試管，滴加幾滴BaCl2溶液，若出現渾濁則未洗凈，反之則已洗凈；②等物質的量的Na2SO4和CH4在高溫、催化劑條件下生成Na2S，根據元素守恒可知，該化學反應方程式：Na2SO4+CH4==Na2S+2H2O+CO2；③根據溶解度隨溫度變化曲線可知，從濾液中得到Na2SO410H2O的操作方法是蒸發濃縮，降溫結晶，過濾； （5）步驟Ⅲ所得Cd為d mol，則用于置換鎘的鋅的物質的量為d mol，硫酸鈉的物質的量為VL×c mol/L=cVmol，所以硫酸鋅的物質的量為cVmol，根據鋅元素守恒可知，樣品中鋅元素的物質的量為cVmol﹣d mol﹣b mol，所以鋅灰中含有鋅元素的質量為65g/mol×（cVmol﹣d mol﹣b mol）=65×（cV﹣b﹣d）g。