题目内容

9．工业上利用锌焙砂（主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）制取金属锌的流程如图所示．已知用惰性电极电解硫酸锌溶液，金属锌可以沉积在阴极上，但电解一般不够彻底．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ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2（SO4）3+4H2O．
（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氧化Fe2+可选择以下哪种试剂c．（填序号）
a．Fe2O3b．氯水    c．双氧水    d．稀硫酸
②25℃时，将浓度均为0.1mol/L的Ni2+、Fe3+混合溶液PH调节为3（溶液体积变化忽略不计），充分反应后两者浓度比$\frac{c（F{e}^{3+}）}{c（N{i}^{2+}）}$=4.0×10-10（已知25℃，Ksp[Fe（ OH）3]=4.0×10-38、Ksp[Ni（ OH）2]=1.0×10-17）．
③净化Ⅰ生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是Fe（OH）3胶体（沉淀）具有吸附性．
（3）若没有净化Ⅱ操作，则对锌的制备带来的影响是制取的锌含铜等杂质．
（4）写出电解发生的化学反应方程式2ZnSO4+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2SO4+2Zn+O2↑．
（5）本流程中可以循环利用的物质除锌外还有H2SO4、ZnSO4．

分析 将锌焙砂（主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）酸浸，发生反应CaO+H2SO4=CaSO4+H2O（硫酸钙微溶于水），ZnFe2O4+8H+=Zn2++2Fe3++4H2O、ZnO+2H+=Zn2++H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O、CuO+2H+=Cu2++H2O，NiO+2H+=Ni2++H2O，向溶液中加入双氧水，发生反应2Fe2++2H++H2O2=2 Fe3++2H2O，调节溶液的pH将Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，调节溶液pH时不能引进新的杂质，可以用ZnO，然后向溶液中加入Zn，可以置换出铜和镍，然后过滤，最后电解得到Zn，以此解答该题．

解答 解：（1）根据信息，酸浸时ZnFe2O4会生成两种盐，这两种盐分别为硫酸锌、硫酸铁，即ZnFe2O4与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸铁，反应的化学方程式为：ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2（SO4）3+4H2O，
故答案为：ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2（SO4）3+4H2O；
（2）①加入氧化剂将亚铁离子氧化生成铁离子，不能引入新装置，应加入H2O2，故答案为：c；
②PH调节为3，则c（OH-）=10-11mol/L，Ksp[Fe（ OH）3]=4.0×10-38、Ksp[Ni（ OH）2]=1.0×10-17，可知c（Fe3+）=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{（1{0}^{-11}）^{3}}$，c（Ni2+）=$\frac{1.0×1{0}^{-17}}{（1{0}^{-11}）^{2}}$，
则$\frac{c（F{e}^{3+}）}{c（N{i}^{2+}）}$=4.0×10-10，
故答案为：4.0×10-10；
③由于生成的Fe（OH）3胶体（沉淀）具有吸附性，所以净化Ⅰ生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，故答案为：Fe（OH）3胶体（沉淀）具有吸附性；
（3）由于锌焙砂中含有CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物，反应后溶液中存在铜离子，没有净化Ⅱ操作，电解制取的锌中会含有铜等杂质，
故答案为：制取的锌含铜等杂质；
（4）电解硫酸锌溶液生成硫酸、锌和氧气，电解方程式为2ZnSO4+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2SO4+2Zn+O2↑，
故答案为：2ZnSO4+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2SO4+2Zn+O2↑；
（5）通过制取金属锌的流程图示可以知道，可以循环利用的物质除锌外，含有硫酸、硫酸锌，
故答案为：H2SO4、ZnSO4．

点评 本题综合考查物质的制备以及分离，为高考常见题型，题目借助制取金属锌的流程考查了离子方程式、化学方程式的书写等知识，注意合理分析题中信息，本题难度中等，充分考查了分析、理解能力．

练习册系列答案
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8．下列有关有机物的说法中正确的是（　　）
A．异丁烷的所有原子都位于同一平面上
B．苯和溴水反应制取溴苯属于加成反应
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D．乙基环己烷的一溴代物有6种
20．下列气体物质的主要来源及对环境影响相对应关系正确的是（　　）
气体物质主要来源对环境的影响
A二氧化碳化石燃料的燃烧酸雨
B二氧化氮汽车尾气的排放光化学烟雾
C二氧化硫工厂废气的排放温室效应
D一氧化碳含酚醛树脂胶的人造板装饰材料臭氧空洞
A．AB．BC．CD．D
17．一些烷烃的燃烧热（kJ/mol）如表：下列表达正确的是（　　）
化合物燃烧热化合物燃烧热
甲烷891.0正丁烷2878.0
乙烷1560.8异丁烷2869.6
丙烷2221.52-甲基丁烷3531.3
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B．稳定性：正丁烷＞异丁烷
C．正戊烷的燃烧热大于3531.3kJ/mol
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4．在Na+浓度为0.5mol•L-1的某澄清溶液中，还可能含有K+、Ag+、Al3+、Ba2+、NO3-、CO32-、SO32-、SiO32-、SO42-等离子，取该溶液100mL进行如图连续实验（所加试剂均过量，气体全部逸出）．下列说法不正确的是
（　　）
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14．利用如图所示装置（电极均为惰性电极）可吸收SO2，并用阴极排出的溶液可吸收NO2．下列说法正确的是（　　）
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1．下列各组混合物无论以何种比例混合，只要总的物质的量一定，完全燃烧时消耗氧气的量是定值的是（　　）
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18．化学与生活密切相关．下列有关说法错误的是（　　）
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