Question

【題目】硫化鋅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，其工藝流程如圖所示。

為提高鋅灰的浸取率，不宜采用的方法是______填序號。

研磨 多次浸取 升高溫度 加壓 攪拌

步驟Ⅱ中的作用是______，所得濾渣的主要成分是______寫化學式。

步驟Ⅲ中可得Cd單質，為避免引入新的雜質，試劑X應為______。

步驟Ⅳ還可以回收來制取。

檢驗ZnS固體是否洗滌干凈的方法是______。

可由等物質的量的和在高溫、催化劑條件下制取，化學反應方程式為______。

若步驟Ⅱ加入的為b mol，步驟Ⅲ所得Cd為d mol，最后得到V L，c 的溶液。則理論上所用鋅灰中含有鋅元素的質量為______。

Answer 1

【答案】 調節溶液的pH，使水解而除去 、 Zn 取最后的洗滌液少許于試管，滴加幾滴溶液，若出現渾濁則未洗凈，反之則已洗凈

【解析】

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使完全沉淀，過濾后得到含有鎘離子、鋅離子的溶液Ⅰ和濾渣、；步驟Ⅲ中可得Cd單質，為避免引入新的雜質，試劑X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。

根據有效化學反應速率的因素分析，如攪拌、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；

用碳酸鋅調節平衡pH使完全沉淀，根據上面的分析判斷步驟Ⅱ所得濾渣的組成；

向含有鎘離子、鋅離子的溶液Ⅰ中加入鋅，即可置換出Cd單質，又不引入新的雜質；

檢驗ZnS固體是否洗滌干凈也就是檢驗最后一次洗滌液中是否含有硫酸根；

等物質的量的和在高溫、催化劑條件下生成，根據元素守恒寫出該化學反應方程式；

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： ，所以硫酸鋅的物質的量為cV mol，根據鋅元素守恒可知，樣品中鋅元素的物質的量，然后根據計算出鋅灰中含有鋅元素的質量。

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使完全沉淀，過濾后得到含有鎘離子、鋅離子的溶液Ⅰ和濾渣、；步驟Ⅲ中可得Cd單質，為避免引入新的雜質，試劑X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。

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，加壓對鋅灰的浸取率無影響，故選④；

根據上面的分析可知，用碳酸鋅調節平衡pH使完全沉淀，反應的離子方程式為、，所以步驟Ⅱ所得濾渣為、；

向含有鎘離子、鋅離子的溶液Ⅰ中加入鋅，即可置換出Cd單質，又不引入新的雜質；

檢驗ZnS固體是否洗滌干凈也就是檢驗最后一次洗滌液中是否含有硫酸根，具體操作為：取最后的洗滌液少許于試管，滴加幾滴溶液，若出現渾濁則未洗凈，反之則已洗凈；

等物質的量的和在高溫、催化劑條件下生成，根據元素守恒可知，該化學反應方程式為：；

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： ，所以硫酸鋅的物質的量為cV mol，根據鋅元素守恒可知，樣品中鋅元素的物質的量為： mol，所以鋅灰中含有鋅元素的質量為： 。