Question

【题目】锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌，某硫化锌精矿的主要成分是ZnS (还含有少量FeS等其它成分），以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：

回答下列问题：

（1）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为___________。浸出液净化过程中加入的主要物质是锌粉，其作用是___________。

（2）电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用情性电极，阳极的电极反应式是______________。

（3）在该流程中可循环使用的物质是Zn和_________。

（4）改逬的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质，“氧压酸浸”中发生主要反应的离子方程式为_________________。

（5）硫化锌精矿（ZnS )遇到硫酸铜溶液可慢慢的转化为铜蓝（CuS）。请解释该反应发生的原理____________________________。

（6）我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载：“炉甘石十斤，装载入一尼罐内，……，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火锻红，…．，冷淀，毀罐取出，…即倭铅也。”该炼锌工艺主要反应的化学方程式为__________________________

(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌）。

Answer 1

【答案】⑴ZnO 除去 Fe3+

⑵2H2O-4e-=O2↑+4H+

⑶H2SO4

⑷2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O

⑸在一定条件下，溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物

⑹ZnCO3+2CZn+3CO↑

【解析】硫化锌精矿的焙烧可生成ZnO、氧化铁等，含尘烟气含有含硫氧化物，可用于制备硫酸，浸出液加入硫酸可生成硫酸锌、硫酸铁，加入过量锌充分反应，可置换出铁，滤液中主要含有硫酸锌，经电解可得到锌和硫酸，电解液中含有硫酸，可循环利用，据此分析解答。

（1）含锌矿的主要成分是ZnS，与空气中氧气发生氧化还原反应，则焙砂的主要成分为ZnO；浸出液中含有铁离子，因此净化过程中加入锌粉的作用是除去 Fe3+；（2）电解沉积过程中，是电解ZnSO4，阴极锌离子放电生成锌，阳极氢氧根失去电子发生氧化反应，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+；（3）电解过程中有硫酸生成，因此可以循环利用的物质还有硫酸；（4）“氧压酸浸”法顾名思义，可知反应物中含有H+和O2，可以获得非金属单质S，反应的化学方程式为：2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O；（5）根据沉淀的转化原理可知，在一定条件下，溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物，所以硫化锌精矿（ZnS）遇到硫酸铜溶液可慢慢地转变为铜蓝（CuS）；（6）根据题目描述可知反应物为ZnCO3和C，产物含有Zn和CO，则化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑。