Question

【題目】鋅焙砂是鋅精礦經焙燒后所得的產物，主要含ZnO、ZnSO4，有少量FeO、CuO、NiO雜質，是煉鋅最主要的原料。某科研小組設計了如下提取金屬鋅的實驗流程：

（1）酸浸時需要240 mL 4 mol·L－1稀H2SO4，用18.4 mol·L－1濃硫酸配制該稀H2SO4過程

中用到的玻璃儀器除燒杯、量筒、膠頭滴管外，還要 、 ；酸浸得到的溶液中除Zn2+、Ni2＋外，還含有的金屬陽離子是 、 （填離子符號）。

（2）凈化Ⅰ需要加入H2O2，加入H2O2時發生的離子反應方程式是 ；反應后控制溶液pH為4即沉淀完全，沉淀的主要成分是 。

（3）凈化Ⅱ得到的Cu、Ni，需要進行洗滌操作，檢驗是否洗滌干凈的方法是 ；本流程中可以循環利用的物質除鋅外還有 、 。

（4）可用電解沉積硫酸鋅溶液的方法制備鋅，若在在陽極產生13.44L（標準狀況下） 氧氣，在陰極析出鋅的質量為 。

（5）上述工藝中，如果不設計 “凈化Ⅱ”，對提取金屬鋅造成的影響是____________________。

Answer 1

【答案】（1）250 mL容量瓶、玻璃棒；Cu2＋、Fe2＋

（2）H2O2+2Fe2＋+2H＋=2Fe3＋+2H2O（2分）；Fe(OH)3（1分）

（3）取最后洗滌液少量，滴加BaCl2，若無白色沉淀，則洗干凈（2分）；

H2SO4、ZnSO4（各1分，共2分）

（4）78g（2分）（5）最終得到的產品中含Cu、Ni雜質（2分）

【解析】試題分析：（1）鋅焙砂經被燒后所得的產物，主要含氧化鋅、硫酸鋅（有少量FeO、CuO、NiO雜質），加入硫酸酸化，可生成硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鎳以及硫酸亞鐵等，因此酸浸得到的溶液中除Zn2+外，還含有的金屬陽離子有Cu2+、Fe2+、Ni2+等，用濃硫酸配制稀硫酸需要的儀器有：量筒量取濃硫酸、燒杯用來溶解濃硫酸、玻璃棒攪拌、引流等、膠頭滴管定容以及250mL容量瓶等；

（2）凈化Ⅰ操作需要加入H2O2溶液并控制溶液的pH在4左右，亞鐵離子被雙氧水氧化成鐵離子，反應的離子方程式為H2O2 + 2Fe2＋ + 2H＋=2Fe3＋ + 2H2O，控制溶液pH，使Fe3+轉化為Fe（OH）3沉淀；

（3）凈化Ⅱ得到的Cu、Ni可吸附溶液中的硫酸根離子，檢驗是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液于小試管中，滴加硝酸酸化的BaCl2溶液，如無沉淀生成，說明洗滌干凈，通過制取金屬鋅的流程圖示可以知道，可以循環利用的物質除鋅外，含有硫酸、硫酸鋅；

（4）13.44L（標準狀況下） 氧氣n=V/Vm=13.44/22.4L/mol=0.6mol，轉移電子0.6mol×4=2.4mol，生成1mol鋅需轉移2mol電子，所以在陰極析出鋅的質量為：2.4mol/2×65g/mol=78g；

（5）上述工藝中，如果不設計“凈化Ⅱ”，溶液中含有Cu2+、Ni2+，電解會造成的結果是最終得到的產品中含Cu、Ni雜質。