现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类．火法炼锌是将闪锌矿通过浮选.焙烧使它转化为氧化锌.再把氧化锌和足量焦炭混合.在鼓风炉中加热至1373-1573K.使锌蒸馏出来．主要反应为:焙烧炉中:2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2 ①鼓风炉中:2C+O2=2CO ②ZnO+CO2(g)③假设鼓风炉体积固定且密闭.随反应的进行鼓风炉内不同时间气态物质的物质� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类．火法炼锌是将闪锌矿（主要含ZnS）通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌，再把氧化锌和足量焦炭混合，在鼓风炉中加热至1373～1573K，使锌蒸馏出来．主要反应为：
焙烧炉中：2ZnS+3O₂=2ZnO+2SO₂ ①
鼓风炉中：2C+O₂=2CO ②
ZnO（s）+CO（g）?Zn（g）+CO₂（g）③
假设鼓风炉体积固定且密闭，随反应的进行鼓风炉内不同时间气态物质的物质的量浓度（mol/L）如下表

反应进行时间/min	CO	Zn	CO₂
	0.11
2	0.1	0.01	0.01
30	c₁	C₂	C₂
35	c₁	C₂	C₂

（l）若保持温度不变，在鼓风炉中增大CO的浓度，K值______填“增大’、“减小”或“不变”）；
（2）已知：该温度时，化学平衡常数K=1.0，则表中c₁=______（写出计算过程）
（3）通过改变反应条件，使焙烧炉中反应①的ZnO几乎完全被CO还原，焙烧炉和鼓风炉消耗的O₂的体积比不超过______．
（4）若起始浓度不变，通过改变反应条件，达平衡时鼓风炉中反应③CO的转化率为80%，此时该反应的平衡常数K=______，此时焙烧炉和鼓风炉消耗的O₂的体积比大于______．

【答案】分析：（l）平衡常数只与反应的温度有关；
（2）由表中数据分析可知，反应③进行至30min时，反应③达到平衡状态；故c_l浓度为CO的平衡浓度；
（3）根据ZnO几乎完全被CO还原，结合前两个方程式进行分析；
（4）根据平衡常数表达式计算平衡常数．
解答：解：（l）平衡常数只与反应的温度有关，CO浓度增大，平衡常数不变；故答案为：不变；
（2）由表中数据分析可知，反应③进行至30min时，反应③达到平衡状态；故c_l浓度为CO的平衡浓度，设CO的转化浓度为x，则K=

=1.0，解之得x=0.1mol/L，则c₁=0.11mol/L-0.1mol/L=0.01mol/L．故答案为：0.01mol/L；
（3）根据题意ZnO几乎完全被CO还原，鼓风炉中反应③CO的转化率为100%，此时结合前两个方程式知焙烧炉和鼓风炉消耗的O₂的体积比等于3：1；故答案为：3：l；
（4）达平衡时鼓风炉中反应③CO的转化率为80%，此时Zn和CO₂的浓度为0.088mol/L，CO的浓度为0.012mol/L，则K=

=0.352；③CO的转化率为80%，假设此时CO为100，则鼓风炉中耗氧50，焙烧炉中耗氧80÷2×3=120，120：50=12：5；故答案为：0.352；12：5 或2.4．
点评：本题考查化学平衡常数的计算及其应用，难度较大．根据化学方程式确定反应物的比例关系是解题的关键．

练习册系列答案

Zn+CO₂
从火法炼锌蒸馏后的残渣中含多种金属单质及In₂O₃，可用硫酸提取铟，某研究机构对此研究数据如下．实验中涉及的酸度（每升溶液中含硫酸的质量）与铟的浸出率如图1；硫酸溶液的体积与固体的体积比如图2

①当酸度为196时，其物质的量浓度为

2mol?L^-1

．
②从节约原料和浸出率考虑，适宜的酸度和液固比分别为：

①从保护环境和充分利用原料角度，如何处理或利用烟气

将烟道气净化，用于生产硫酸等

．
②除去酸浸出液中的铁，可用H₂O₂氧化，再调节pH使之形成Fe（OH）₃沉淀，写出H₂O₂氧化Fe²⁺的离子方程式

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O

．
③酸浸出液还含有Cd²⁺，为了防止镉污染并回收镉，根据它们性质的差异，可用氢氧化钠溶液分离，已知Zn（OH）₂和氢氧化铝一样也具有两性，试写出分离的离子方程式

Cd²⁺+2OH^-=Cd（OH）₂↓；Zn²⁺+4OH^-=ZnO₂^2-+2H₂O[或Zn²⁺+4OH^-=Zn（OH）₄^2-]

．

（2009?宿迁二模）现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类．火法炼锌是将闪锌矿（主要含ZnS）通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌，再把氧化锌和足量焦炭混合，在鼓风炉中加热至1373～1573K，使锌蒸馏出来．主要反应为：
焙烧炉中：2ZnS+3O₂=2ZnO+2SO₂ ①
鼓风炉中：2C+O₂=2CO ②
ZnO（s）+CO（g）?Zn（g）+CO₂（g）③
假设鼓风炉体积固定且密闭，随反应的进行鼓风炉内不同时间气态物质的物质的量浓度（mol/L）如下表

反应进行时间/min	CO	Zn	CO₂
0	0.11	0	0
2	0.1	0.01	0.01
30	c₁	C₂	C₂
35	c₁	C₂	C₂

（l）若保持温度不变，在鼓风炉中增大CO的浓度，K值

不变

填“增大’、“减小”或“不变”）；
（2）已知：该温度时，化学平衡常数K=1.0，则表中c₁=

0.01mol/L

（写出计算过程）
（3）通过改变反应条件，使焙烧炉中反应①的ZnO几乎完全被CO还原，焙烧炉和鼓风炉消耗的O₂的体积比不超过

3：1

．
（4）若起始浓度不变，通过改变反应条件，达平衡时鼓风炉中反应③CO的转化率为80%，此时该反应的平衡常数K=

0.352

，此时焙烧炉和鼓风炉消耗的O₂的体积比大于

12：5 或2.4

．

现代炼锌的方法可分为火法（蒸馏法）和湿法（电解法）两大类．
Ⅰ．火法炼锌工艺如下：

焙烧和蒸馏过程中发生的主要反应有：
2ZnS（s）+3O₂（g）═2ZnO（s）+2SO₂（g）△H₁=a kJ?mol^-1　　　①
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂=b kJ?mol^-1 ②
ZnO（s）+CO（g）═Zn（g）+CO₂（g）△H₃=c kJ?mol^-1 ③
（1）以上三个反应中，一定是放热反应的是

（填序号）．
（2）反应：ZnS（s）+C（s）+2O₂（g）═Zn（g）+SO₂（g）+CO₂（g）△H=

kJ?mol^-1．
Ⅱ．湿法炼锌工艺如下：

现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类，镉是生产硫酸锌的副产品，属于高毒性金属，试回答下列相关问题.
火法炼锌是将闪锌矿（主要含ZnS）通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌，再把氧化锌和焦炭混合，在鼓风炉中加热至1373-1573K，使锌蒸馏出来。主要反应为：

从火法炼锌蒸馏后的残渣中含多种金属单质及In₂O₃，可用硫酸提取铟，某研究机构对此研究数据如下。实验中涉及的酸度（每升溶液中含硫酸的质量）与铟的浸出率如下图1；硫酸溶液的体积与固体的体积比如图2

图1酸度对铟浸出率的影响                 图2液固比对铟浸出率的影响
①当酸度为196时，其物质的量浓度为          。
②从节约原料和浸出率考虑，适宜的酸度和液固比分别为：_______、_______。
（2）湿法炼锌的主要工艺流程为：

①从保护环境和充分利用原料角度，如何处理或利用烟气                 。
②除去酸浸出液中的铁，可用H₂O₂氧化，再调节pH使之形成Fe(OH)₃沉淀，写出H₂O₂氧化Fe²⁺的离子方程式
③酸浸出液还含有Cd²⁺,为了防止镉污染并回收镉，根据它们性质的差异，可用氢氧化钠溶液分离，已知Zn(OH)₂和氢氧化铝一样也具有两性，试写出分离的离子方程式____________________、_______________。