题目内容
【题目】工业上冶炼金属锌主要有火法和湿法两种工艺。
(1)火法炼锌时发生如下反应:
2ZnS+3O2
2ZnO+2SO2;2C+O2
2CO;ZnO+CO
Zn+CO2。
①化合物ZnS中Zn元素的化合价是_____,上述反应在鼓风炉中控制温度在1100℃至1300℃进行,使生成的锌气化蒸馏出来,蒸馏过程属于_____变化。
②已知反应前矿石中ZnS的质量为ag,则理论上可以生成Zn的质量为_____g(用含a的式子表示,可不化简)。
(2)湿法炼锌的原理是利用CO32-与Zn2+结合生成ZnCO3沉淀。某研究小组利用该原理,用碳酸钠作为沉淀剂,探究从含锌废水中回收锌的最佳条件,实验的数据如下:
实验编号 | 初步处理的废液用量/mL | pH值 | 反应时间/min | 沉锌率% |
a | 800 | 6 | 30 | 84.30 |
b | 800 | 7.5 | 10 | 85.27 |
c | 800 | 7.5 | 30 | 99.60 |
d | 800 | 8.0 | 30 | 99.55 |
①本实验探究了哪些因素对沉锌率的影响_____。
②已知碳酸钠溶液呈碱性。实验中碳酸钠使用量最大的是_____(填编号)。工业生产中采用实验_____(填编号)的提取条件更合理。
【答案】+2价 物理
pH值、反应时间 d c
【解析】
(1)①化合物ZnS中,硫显-2价,根据化合物中各元素的化合价代数和为零可知,Zn元素的化合价是+2价,上述反应在鼓风炉中控制温度在1100℃至1300℃进行,使生成的锌气化蒸馏出来,蒸馏过程只是物质状态发生改变,没有新物质生成,属于物理变化。
②根据化学方程式2ZnS+3O2
2ZnO+2SO2;2C+O2
2CO;ZnO+CO
Zn+CO2可知:反应前矿石中ZnS的质量与理论上可以生成Zn的质量关系为1个ZnS能生成1个Zn。
设:理论上可以生成Zn的质量为x。
x=
;
(2)①根据表格提供的数据可以看出,本实验研究了pH值,反应时间对沉锌率影响;
②已知碳酸钠溶液呈碱性,其溶液的pH大于7。实验中碳酸钠使用量最大的是d;
根据表格提供的数据可以看出,在pH=7.5,反应时间为30min时,沉锌率最高,故工业生产中采用实验c的提取条件更合理。