Question

以炼锌烟尘（主要成份为ZnO，含少量CuO和FeO）为原料，可以制取氯化锌和金属锌．
Ⅰ、制取氯化锌主要工艺如图：

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol?L^-1计算）．

金属离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Zn2+	5.2	6.4
Fe2+	5.8	8.8

（1）加入H₂O₂溶液发生反应的离子方程式为

 

．
（2）流程图中，为了降低溶液的酸度，试剂X可以是

 

（选填序号：a．ZnO；b．Zn（OH）₂；c．Zn₂（OH）₂CO₃；d．ZnSO₄）；pH应调整到

 

．
（3）氯化锌能催化乳酸（）生成丙交酯（C₆H₈O₄）和聚乳酸，丙交酯的结构简式为

 

，聚乳酸的结构简式为

 

．
Ⅱ、制取金属锌采用碱溶解{ZnO（s）+2NaOH（aq）+H₂O（l）═Na₂[Zn（OH）₄]（aq）}，然后电解浸取液．
（4）以石墨作电极电解时，阳极产生的气体为

 

；阴极的电极反应为

 

．
（5）炼锌烟尘采用碱溶，而不采用酸溶后电解，主要原因是

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,电解原理

专题：实验设计题,电化学专题

分析：炼锌烟尘（主要成份为ZnO，含少量CuO和FeO）加盐酸溶解，形成氯化锌、氯化铜、氯化亚铁的溶液，加锌粉置换出Cu，过滤，滤液中含有锌离子和亚铁离子，加过氧化氢氧化，把亚铁离子氧化为铁离子，加ZnO（或氢氧化锌等）调节PH，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤除去沉淀，得到氯化锌溶液，
（1）加过氧化氢把亚铁离子氧化为铁离子；
（2）调节pH时要消耗氢离子，但是不能引入杂质；调节pH使铁离子转化为沉淀，而锌离子不沉淀，根据表中数据分析；
（3）分子中含有-COOH和-OH，两分子的乳酸分子间发生酯化反应；分子间发生缩聚反应生成聚乳酸和水；
（4）石墨作电极电解时，阳极氢氧根离子失电子，阴极上[Zn（OH）₄]^2-得电子；
（5）ZnO能溶液强碱溶液，CuO和FeO不溶于碱溶液．

解答： 解：炼锌烟尘（主要成份为ZnO，含少量CuO和FeO）加盐酸溶解，形成氯化锌、氯化铜、氯化亚铁的溶液，加锌粉置换出Cu，过滤，滤液中含有锌离子和亚铁离子，加过氧化氢氧化，把亚铁离子氧化为铁离子，加ZnO（或氢氧化锌等）调节PH，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤除去沉淀，得到氯化锌溶液，
（1）加过氧化氢亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）调节pH时要消耗氢离子，但是不能引入杂质，ZnO、Zn（OH）₂、Zn₂（OH）₂CO₃均与氢离子反应生成锌离子，消耗氢离子的同时不引人杂质，ZnSO₄不能与氢离子反应，所以不能调节pH；调节pH使铁离子转化为沉淀，而锌离子不沉淀，由表中数据可知pH≥3.2时，铁离子完全沉淀，而锌离子开始沉淀的pH为5.2，所以要调节pH为3.2≤pH＜5.2；
故答案为：abc；3.2≤pH＜5.2；
（3）分子中含有-COOH和-OH，两分子的乳酸分子间发生酯化反应，反应产物为；分子间发生缩聚反应生成聚乳酸和水，聚乳酸的结构简式为：；
故答案为：；；
（4）石墨作电极电解时，阳极氢氧根离子失电子，阳极反应为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，阴极上[Zn（OH）₄]^2-得电子生成Zn，则阴极的电极方程式为：[Zn（OH）₄]^2-+2e^-=Zn+4OH^-；
故答案为：O₂；[Zn（OH）₄]^2-+2e^-=Zn+4OH^-；
（5）ZnO能溶液强碱溶液，CuO和FeO不溶于碱溶液，酸溶液与ZnO、CuO、FeO均能反应，所以炼锌烟尘采用碱溶，而不采用酸溶后电解，
故答案为：氧化铜、氧化亚铁不溶于碱溶液中．

点评：本题考查了物质的制备工艺流程，侧重于流程的分析、物质的分离提纯、氧化还原反应的应用、酯化反应和缩聚反应、电解原理的应用等知识点的考查，题目难度中等，考查了学生对基础知识的综合应用能力．