题目内容

【题目】硫化锌（ZnS）是一种重要的化工原料，难溶于水，可由炼锌的废渣锌灰制取其工艺流程如图所示．

（1）为提高锌灰的浸取率，可采用的方法是______________（填序号）。

①研磨 ②多次浸取 ③升高温度 ④加压 ⑤搅拌

（2）步骤Ⅱ所得滤渣中的物质是（写化学式）_____________。

（3）步骤Ⅲ中可得Cd单质，为避免引入新的杂质，试剂X应为________。

（4）步骤Ⅳ还可以回收Na2SO4来制取Na2S。

①检验ZnS固体是否洗涤干净的方法是__________________；

②Na2S可由等物质的量的Na2SO4和CH4在高温、催化剂条件下制取，化学反应方程式为_______；

③已知Na2SO4·10H2O及Na2SO4的溶解度随温度变化曲线如图，从滤液中得到Na2SO4·10H2O的操作方法是_________________________________。

（5）若步骤Ⅱ加入的ZnCO3为bmol，步骤Ⅲ所得Cd为dmol，最后得到VL、物质的量浓度为cmol/L的Na2SO4溶液．则理论上所用锌灰中含有锌元素的质量为__________。

【答案】 ①②③⑤ Fe(OH)3 Zn 取少量最后一次洗涤液于试管中，先加入HCl酸化，再加入氯化钡，若无白色沉淀生成，则已洗净 Na2SO4+CH4Na2S+CO2+2H2O 蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥 65(Vc-b-d)

【解析】试题分析：本题以炼锌的废渣锌灰制备ZnS的工艺流程为载体，考查流程的分析，基本实验操作，化学计算。

（1）步骤I向锌灰中加入稀硫酸得到浸取液（浸取液中含Zn2+、Cd2+、Fe3+、Fe2+）。①，研磨可增大锌灰与酸溶液的接触面积，提高浸取率；②，多次浸取提高浸取率；③，升高温度加快浸取速率，提高浸取率；④，浸取过程为固体和液体的反应，没有气体参与，加压不能提高浸取率；⑤，搅拌可增大锌灰与酸溶液的接触面积，提高浸取率；提高浸取率可采用的方法是①②③⑤，答案选①②③⑤。

（2）步骤II向锌灰浸取液中加入H2O2，H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，然后加入适量ZnCO3调节溶液的pH，使Fe3+转化成Fe（OH）3通过过滤的方法除去，步骤II所得滤渣中的物质的化学式为Fe（OH）3。

（3）溶液I中含Zn2+、Cd2+，步骤III中可得到Cd单质，为避免引入新杂质，试剂X应为Zn，发生的反应为Zn+Cd2+=Zn2++Cd。

（4）步骤IV为向ZnSO4溶液中加入Na2S生成ZnS和Na2SO4，反应的化学方程式为Na2S+ZnSO4=ZnS↓+Na2SO4。

①检验ZnS固体是否洗涤干净，检验最后的洗涤液中是否含SO42-即可，实验方法是：取少量最后一次洗涤液于试管中，先加入HCl酸化，再加入BaCl2，若无白色沉淀生成，则已洗净。

②等物质的量的Na2SO4和CH4在高温、催化剂条件下反应生成Na2S，根据原子守恒还生成CO2和H2O，反应的化学方程式为Na2SO4+CH4Na2S+CO2+2H2O。

③根据溶解度曲线，从滤液中得到Na2SO4·10H2O的操作方法是：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥。

（5）步骤II中加入bmolZnCO3除去Fe3+，溶液中引进bmolZn2+；步骤III中Zn与Cd2+发生置换反应：Zn+Cd2+=Zn2++Cd，得到dmolCd的同时溶液中引进dmolZn2+；步骤IV中的反应为Na2S+ZnSO4=ZnS↓+Na2SO4，溶液II中n（Zn2+）总=n（Na2SO4）=cVmol；根据Zn守恒，理论上锌灰中含有锌元素的物质的量为（cV-b-d）mol，锌灰中含有锌元素的质量为65（cV-b-d）g。

练习册系列答案
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