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Zn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）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中发生氧化还原反应，据此判断焙砂成分；
（2）焙烧生成的含硫氧化物可转换为硫酸；
（3）由题意知：该含锌矿中还含有FeS等杂质，通过浸出操作后转化为亚铁离子，可加入锌粉出去亚铁离子，从而出去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，电解质为硫酸锌，阳极发生氧化反应，以此判断阳极产物；
（5）硫化锌经过“氧压酸浸”反应生成二价锌离子、硫和水；
（6）碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，结合氧化还原反应得失电子守恒配平方程式．

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）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中发生氧化还原反应，生成氧化锌，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，从而出去Fe，故答案为：Zn粉；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，电解质为硫酸锌，阳极氢氧根离子放电，发生氧化反应生成氧气，故答案为：O2；
（5）硫化锌经过“氧压酸浸”反应生成二价锌离子、硫和水，化学方程式为：2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O，故答案为：2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O；
（6）碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，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 本题以流程题的形成考查物质的分离、提纯，为高考成常见题型，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意把握物质的性质以及实验的原理，难度不大．

练习册系列答案
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6．下列说法不正确的是（　　）
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8．请利用双线桥（画出双线桥）分析配平以下反应，并填空．
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6．已知某溶液中仅含有5种离子（不考虑水的电离和离子的水解），其含量均为1mol，它们可能是K+、Ba2+、Fe2+、Al3+、Fe3+、Mg2+、OH-、HCO3-、CO32-、Cl-、NO3-和SO42-中的5种．为确定该溶液中所含的离子，向该溶液中加入足量稀盐酸，有无色气体产生，且反应前后溶液中的阴离子种类没有变化．则下列说法正确的是（　　）
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