Question

【题目】锌及其化合物在生产生活中应用比较广泛。

(1)ZnFe2O4是一种性能优良的软磁材料,也是一种催化剂，能催化烯类有机物氧化脱氢等反应。

①ZnFe2O4中Fe的化合价是___________。

②工业上利用反应ZnFe2(C2O4)3·6H2OZnFe2O4+2CO2↑+4CO↑+6H2O 制备ZnFe2O4该反应中还原产物是___(填化学式),每生成1mol ZnFe2O4转移的电子总数是__________。

(2)工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量FeO、CuO等杂质)制取金属锌的工艺流程如下:

①酸浸时要将锌焙砂粉碎,其目的是提高酸浸效率,为达到这一目的,还可采用的措施是_______(任答一条)。写出ZnFe2O4溶于酸的离子方程式__________。

②净化I中H2O2 参与反应的离子方程式为___________

③净化Ⅱ中Y 的主要成分是_____(填化学式)。

(3)利用锌锰电池在800~1000℃时电解TiO2可制得金属钛，装置如图所示。图中a电极的材料为_____，阴极的电极反应式为___________。

Answer 1

【答案】 +3 CO 4NA(或2.408×1024) 适当增大c(H+)(或升高温度、搅拌等其他合理答案) ZnFe2O4+8H+=2Fe3++Zn2++4H2O H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O CuS、ZnS 锌(或Zn) TiO2+4e-=Ti+2O2-

【解析】（1）①ZnFe2O4中Zn是+2价，O是－2价，则根据正负价代数和为0可知Fe的化合价是+3价。②反应中Fe元素化合价从+2价升高到+3价，碳元素化合价从+3价部分降低到+2价，部分升高到+4价，所以还原产物是CO；根据方程式可知每生成1mol ZnFe2O4转移的电子的物质的量是4mol，总数是4NA(或2.408×1024)。（2）将锌焙砂（主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量FeO、CuO等氧化物杂质）酸浸，发生反应ZnFe2O4+8H+=2Fe3++Zn2++4H2O、ZnO+2H+=Zn2++H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O、CuO+2H+=Cu2++H2O，向溶液中加入双氧水，发生反应 2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O，调节溶液的pH将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，调节溶液pH时不能引进新的杂质，可以用ZnO，所以X为ZnO，然后向溶液中加入ZnS，发生反应Cu2++ZnS=Zn2++CuS，然后过滤，所以Y中含有CuS，最后电解得到Zn。①酸浸时要将锌焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率．为达到这一目的，还可采用的措施是增大硫酸的浓度或升高温度、搅拌等。ZnFe2O4溶于酸的离子方程式为ZnFe2O4+8H+=2Fe3++Zn2++4H2O。②净化I中H2O2参与反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O；③由于ZnS过量，则净化Ⅱ中Y的主要成分是CuS、ZnS。（3）a电极产生Ti，是阴极，所以a电极是负极，其电极材料为锌，阴极是二氧化钛得到电子，电极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-。