题目内容

16．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．某含锌矿的主要成分为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．
（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）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）硫化锌精矿主要成分是ZnS，ZnS在氧气燃烧发生氧化还原反应，据此判断锌的存在形式；
（2）ZnS在氧气燃烧发生氧化还原反应生成产物出来氧化锌外还有硫的氧化物，可转换为硫酸，用于后续的浸出操作；
（3）锌的活泼性强于铁，能够与二价铁离子反应生成铁；
（4）电解沉积过程中，是电解ZnSO4，阳极发生氧化反应，据此判断产物；
（5）依据题意“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，可知反应物中含有H+和O2，可以获得非金属单质S，据此写出方程式；
（6）由题意可知：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：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）ZnS在氧气燃烧发生氧化还原反应，所以产生焙砂的主要成分的化学式为ZnO，
故答案为：ZnO；                                                   
（2）ZnS在氧气燃烧发生氧化还原反应生成产物出来氧化锌外还有硫的氧化物，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，离子方程式：Zn+Fe2+=Zn2++Fe，
故答案为：锌粉；置换出Fe等；             
（4）电解沉积过程中，是电解ZnSO4，阳极发生氧化反应，氢氧根离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气，
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，化学方程式为：2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O，
故答案为：2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O；                        
（6）由题意可知：反应物为ZnCO3和C，产物含有Zn，化学方程式：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，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．

练习册系列答案
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6．甲、乙、丙、丁是由短周期元素组成的物质，它们之间存在如下转化关系．甲+乙→丙+丁，
（1）转化关系中所涉及的反应为非氧化还原反应，且乙为水．
①若甲为块状固体，丙为可燃性气体，其分子内既含有极性键又含有非极性键则丙的电子式是．
②若甲是由N和Cl元素组成的化合物，其分子结构模型如图1所示，丙具有漂白性．则甲中Cl元素的化合价是+1．

（2）转化关系中所涉及的反应为氧化还原反应，且乙为水．
①若甲和丙是同主族元素组成的单质，且组成甲的元素位于第三周期，此反应的离子方程式是2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑．
②若丙和丁都可在一定条件下还原CuO，此反应的化学方程式是C+H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2．
③若甲是由N和O元素组成的气态物质，呈红棕色．将3.36 gFe加到一定量丙溶液中，收集到1.12 L气体丁（已折算为标准状况），则反应的离子方程式是6Fe+20OH++5NO3-═3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O．
（3）Hofmann依据上述转化关系测定氨分子的组成．现用如图2所示的装置进行实验，打开分液漏斗的活塞，待恢复到室温，打开止水夹，试管内液面上升至$\frac{2}{3}$处．
①滴下浓氨水一段时间后，试管内发生反应的化学方程式8NH3+3C12=N2+6NH4Cl．
②证明试管内“不再反应”的实验操作和现象是待产生的大量白烟沉降后，继续滴加浓氨水，不再产生白烟．
7．下列关于元素周期表中递变规律的说法正确的是（　　）
A．同主族元素从上到下，单质的熔点逐渐降低
B．同周期主族元素离子半径从左到右依次减小
C．HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱，还原性和水溶液的酸性依次增强
D．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
4．在元素周期表中，周期的划分依据是（　　）
A．元素原子的核电荷数B．元素的化合价
C．元素原子的电子层数D．元素原子的最外层电子数
11．设NA表示阿伏加德罗常数的值．下列说法中正确的是（　　）
A．5.6 g Fe和一定量的浓HNO3或稀硝酸完全反应，转移电子均为0.3 NA
B．16 g氧气或臭氧的氧原子个数均为NA
C．1 mol金刚石中含有的C-C键为4NA
D．28.6 g Na2CO3•10H2O在晶体中或溶液中，含有的CO32-离子均小于0.1 NA
1．四川含有丰富的矿产资源，钒矿、钛矿、黄铁矿等七种矿产储量位居全国第1位．回答下列问题：
（1）V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂．SO2 分子中键角＜ 120°（填“＞”、“＜”或“=”）；SO3分子中S原子的杂化轨道类型为sp2；V2O5 溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4），该盐阴离子的立体构型为正四面体．
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C．2KOH（aq）+H2SO4（aq）═K2SO4（aq）+2H2O（l）△H=+114.6 kJ•mol-1
D．KOH（aq）+$\frac{1}{2}$H2SO4（aq）═$\frac{1}{2}$K2SO4（aq）+H2O（l）△H=-57.3 kJ•mol-1
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实验操作
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C浓氨水与生石灰反应制备干燥的NH3气体产物通过浓硫酸后，用向下排空气法收集
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A．AB．BC．CD．D
1．下列式子为分子式的是（　　）
A．NH4ClB．CuC．SiO2D．I2

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