题目内容
现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类,镉是生产硫酸锌的副产品,属于高毒性金属,试回答下列相关问题.
⑴火法炼锌是将闪锌矿(主要含ZnS)通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌,再把氧化锌和焦炭混合,在鼓风炉中加热至1373-1573K,使锌蒸馏出来。主要反应为:
2ZnS +3O22ZnO+2SO2; 鼓风炉中:2C +O22CO ZnO+COZn + CO2
从火法炼锌蒸馏后的残渣中含多种金属单质及In2O3,可用硫酸提取铟,某研究机构对此研究数据如下。实验中涉及的酸度(每升溶液中含硫酸的质量)与铟的浸出率如下图1;硫酸溶液的体积与固体的体积比如图2
图1酸度对铟浸出率的影响 图2液固比对铟浸出率的影响
①当酸度为196时,其物质的量浓度为 。
②从节约原料和浸出率考虑,适宜的酸度和液固比分别为:_______、_______。
⑵湿法炼锌的主要工艺流程为:
①从保护环境和充分利用原料角度,如何处理或利用烟气 。
②除去酸浸出液中的铁,可用H2O2氧化,再调节pH使之形成Fe(OH)3沉淀,写出H2O2氧化Fe2+的离子方程式 。
③酸浸出液还含有Cd2+,为了防止镉污染并回收镉,根据它们性质的差异,可用氢氧化钠溶液分离,已知Zn(OH)2和氢氧化铝一样也具有两性,试写出分离的离子方程式____________________、_______________。
【答案】(15分)⑴①2 mol·L-1(3分)② 180(2分) 6∶1(2分)
⑵①将烟道气净化,用于生产硫酸等(2分)②2Fe2+ +H2O2 +2H+ = 2Fe3+ +2H2O(2分)
③Cd2+ + 2OH-=Cd(OH)2↓(2分),Zn2++4OH-=ZnO22-+2H2O[或Zn2++4OH-= Zn(OH)42-](2分)
【解析】⑴①根据酸度的定义可知“酸度为196”表示每升硫酸中含196gH2SO4,故其物质的量浓度为2 mol·L-1。⑵①根据闪锌矿焙烧的化学方程式可知烟气中含有大量的SO2气体,如果直接排出会污染环境,因此宜将烟道气净化后用于生产硫酸。
【考点】选修化学与技术