Question

【题目】锌焙砂是锌精矿经焙烧后所得的产物，以锌焙砂为原料制取金属锌的流程如图所示。

已知：①当溶液中Zn2＋浓度较大时，Zn2＋优先于H＋放电。

②碱性条件下Mn(Ⅱ)可以被氧气氧化生成Mn(Ⅵ)。

请回答下列问题：

(1)酸浸时ZnFe2O4会生成两种盐，该反应的化学方程式为_____________________________。

(2)净化Ⅰ操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe2＋氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀。

①写出酸性条件下H2O2与Fe2＋反应的离子方程式：___________。

②25 ℃时，pH＝3的滤液(滤去氢氧化铁沉淀)中，c(Fe3＋)＝________mol·L－1(已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38)。

(3)电解硫酸锌溶液时阳极上有气体析出，写出阳极的电极反应式_____________________________；

电解时不断补充电解液的目的是_________________________。

(4)电解时，阳极附近发生化学反应生成HMnO4，使得溶液变为紫红色，生成的HMnO4，又将Mn2＋氧化生成MnO2，一部分二氧化锰沉于槽底形成阳极泥，另一部分附于阳极表面形成保护膜。写出HMnO4将Mn2＋氧化生成MnO2的化学方程式__________________。

Answer 1

【答案】 ZnFe2O4＋4H2SO4===ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 4.0×10－5 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 保持溶液中Zn2＋的浓度处于较高水平，以保证阴极上能稳定析出锌 3MnSO4＋2HMnO4＋2H2O===5MnO2↓＋3H2SO4

【解析】试题分析：(1)酸浸时ZnFe2O4与硫酸反应会生成ZnSO4、Fe2(SO4)3两种盐；(2) ①酸性条件下H2O2把Fe2＋氧化为Fe3＋；②根据 计算c(Fe3＋)；(3)电解硫酸锌溶液时阳极上氢氧根离子放电生成氧气；根据“当溶液中Zn2＋浓度较大时，Zn2＋优先于H＋放电”回答不断补充电解液的目的；(4)根据氧化还原反应规律，HMnO4与Mn2＋发生归中反应生成MnO2；

解析：(1)酸浸时ZnFe2O4会生成ZnSO4、Fe2(SO4)3两种盐，反应方程式是ZnFe2O4＋4H2SO4===ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O；(2) ①酸性条件下H2O2把Fe2＋氧化为Fe3＋的离子方程式是H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；②PH=3， ，，c(Fe3＋)= 4.0×10－5；(3)电解硫酸锌溶液时阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阳极反应式是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；电解时不断补充电解液的目的是保持溶液中Zn2＋的浓度处于较高水平，以保证阴极上能稳定析出锌；(4)HMnO4与Mn2＋发生归中反应生成MnO2，化学方程式3MnSO4＋2HMnO4＋2H2O===5MnO2↓＋3H2SO4；