题目内容
3．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为ZnS（还含少量 FeS等其他成分），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ZnO．
（2）焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的浸出操作．
（3）浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉，其作用是置换出Fe等，反应的离子方程式为Zn+Fe2+=Zn2++Fe．
（4）电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用 Pb-Ag 合金惰性电极，阳极逸出的气体是O2．
（5）改进的锌冶炼工艺，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”中发生的主要反应的离子方程式为：2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O．
（6）硫化锌精矿（ZnS）遇到硫酸铜溶液可慢慢地转变为铜蓝（CuS）．请用简短的语言解释该反应发生的原理在一定条件下，溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物（或在相同条件下，由于KSP（CuS）小于KSP（ZnS），故反应可以发生）．
（7）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，装载入一泥罐内，…，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，…，冷淀，毁罐取出，…，即倭铅也．”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为ZnCO3+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Zn+3CO↑．（注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌）
分析 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．
（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，判断焙砂的主要成分为氧化锌；
（2）焙烧生成的含硫氧化物可转换为硫酸；
（3）该含锌矿中还含有FeS等杂质，浸出操作后转化为亚铁离子，可加入锌粉出去亚铁离子，从而除去Fe；
（4）电解沉积过程中，是电解ZnSO4，阳极上是氢氧根离子失电子发生氧化反应；
（5）“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，根据反应物和生成物写出化学方程式；
（6）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；
（7）根据题目描述可知反应物为ZnCO3和C，产物含有Zn，根据反应物和生成物写出化学方程式．
解答 解：（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，
故答案为：ZnO；
（2）焙烧生成的含硫氧化物可转换为硫酸，用于后续的浸出操作，
故答案为：浸出；
（3）该含锌矿中还含有FeS等杂质，浸出操作后转化为亚铁离子，可加入锌粉出去亚铁离子，从而除去Fe，反应的离子方程式为Zn+Fe2+=Zn2++Fe，
故答案为：置换出Fe等；Zn+Fe2+=Zn2++Fe；
（4）电解沉积过程中，是电解ZnSO4，阴极锌离子放电生成锌，阳极发生氧化反应，产物为O2，故答案为：O2；
（5）“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，写出化学方程式为：2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O；
故答案为：2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O；
（6）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），
故答案为：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（或在相同条件下，由于KSP（CuS）小于KSP（ZnS），故反应可以发生）；
（7）根据题目描述可知反应物为ZnCO3和C，产物含有Zn，则化学方程式为ZnCO3+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Zn+3CO↑，故答案为：ZnCO3+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Zn+3CO↑．
点评 本题为工艺流程题，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，题目通过锌的炼制考查了化学方程式、离子方程式的书写，明确工艺流程及各种物质的性质是解题关键，题目难度中等．
阳光考场单元测试卷系列答案
名校联盟冲刺卷系列答案
名校提分一卷通系列答案| A． | 用激光笔照射淀粉溶液和葡萄糖溶液，能产生光亮的“通路”的是淀粉溶液 | |
| B． | 将某气体通入淀粉碘化钾溶液中，溶液变蓝色，该气体一定是Cl2 | |
| C． | 向某溶液中加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，该溶液中一定含Cl- | |
| D． | 向某稀溶液中加入少量NaOH溶液，未产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该溶液中一定 不含NH4+ |
已知25℃，部分物质的溶度积常数如表：
| 物质 | Mn（OH）2 | Co（OH）2 | Ni（OH）2 | MnS | CoS | NiS |
| Ksp | 2.1×10-13 | 3.0×10-16 | 5.0×10-16 | 1.0×10-11 | 5.0×10-22 | 1.0×10-22 |
（2）则滤渣1的主要成分为Fe（OH）3（填化学式）．已知MnO2的作用为氧化剂，则得到该成分所涉及的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；Fe3++3NH3﹒H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+．
（3）步骤Ⅲ中，所加（NH4）2S的浓度不宜过大的原因是若（NH4）2S的浓度过大，产生MnS沉淀，造成产品损失．
（4）滤液2中，c（Co2+）：c（Ni2+）=5：1．
（5）将质量为a kg的碳酸锰矿经上述流程处理后得到单质Mn b kg．若每一步都进行完全，滤渣1为纯净物，质量为c kg，则原碳酸锰矿中MnCO3的质量分数为$\frac{（b-\frac{c}{107}×\frac{1}{2}×55）×\frac{115}{55}}{a}$×100%．（用含a、b、c的式子表达，无需化简）
| A． | 1mol•L-1NaCl溶液含有NA个Na+ | |
| B． | 1mol Cl2与足量的铝反应，转移的电子数为3NA | |
| C． | 1 mol Na 与足量O2 反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，钠失去NA个电子 | |
| D． | 铁和酸反应，放出标准状况下的22.4L气体，转移的电子数必为2NA |