Question

我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(主要成份是ZnS，含有SiO₂和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：

相关金属离子[c(Mⁿ⁺)=0.10mol·L^–1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子	Fe^3+	Fe^2+	Zn^2+	Cd^2+
开始沉淀的pH	1.5	6.3	6.3	7.4
沉淀完全的pH	2.8	8.3	8.2	9.4

回答下列问题：

(1)写出ZnS的电子式__________________________；

焙烧过程中主要反应的化学方程式为__________________________。

(2)滤渣1的成分为：___________________；

(3)试剂Y是_________(只要求填写一种)， 调PH值的范围是___________________。

(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，电解的总反应离子方程式为：___________________。

(5)为将溶液中的Fe²⁺氧化，试剂X可选用的是_______。(填序号)

A．H₂O₂ B．H₂S C．HNO₃ D．O₂

Answer

2ZnS+3O2 2ZnO+2SO2 SiO2、PbSO4 ZnO(或ZnCO3、Zn(OH)2等) 2.8≤PH<6.3 2Zn2++2H2O 2Zn + 4H++O2↑ AD

【解析】

(1)ZnS为离子化合物，以此写出其电子式；在焙烧过程中产生气体，硫化物高温状态下产生氧化物及SO2，以此写出反应的化学方程式；

(2) 根据焙烧产生的PbO在H2SO4加入后产生PbSO4固体以及SiO2不溶于硫酸分析滤渣1的成分；

(3)加试剂Y是为了调节溶液的pH，不能引入新的杂质，可选用氧化锌等化合物，由Fe3+和Zn2+等沉淀所需的pH分析调pH值的范围；

(4) 根据阴极得电子，析出单质锌，阳极是水失电子生成氧气，写出电解的总反应离子方程式；

(5)为将溶液中的Fe2+氧化，试剂X需选用氧化剂，且不能引入新的杂质，据此分析。

（1）ZnS为离子化合物，其电子式为；

由流程图可知，在焙烧过程中产生气体，硫化物高温状态下产生氧化物及SO2，化学方程式为：2ZnS+3O2 2ZnO+2SO2；

故答案为：；2ZnS+3O2 2ZnO+2SO2；

（2）闪锌矿焙烧后的主要成分变为ZnO，还存在少量的SiO2、Fe2O3、CdO、PbO，加稀硫酸后发生一系列反应，其中PbO在H2SO4加入后产生PbSO4固体，PbSO4和SiO2不溶于水，以沉淀的形式沉降下来，所以滤渣1的成分为：SiO2、PbSO4；

故答案为：SiO2、PbSO4；

（3）加入ZnO(或ZnCO3、Zn(OH)2等)与过量的H2SO4反应，调节pH，使Fe3+沉淀，所以试剂Y是ZnO(或ZnCO3、Zn(OH)2等)；由表可知，使Fe3+沉淀完全，而Zn2+不沉淀，pH范围为：2.8≤pH<6.3，

故答案为：ZnO(或ZnCO3、Zn(OH)2等) ；2.8≤PH<6.3；

（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极得电子，因为Zn2+浓度较大，Zn2+得电子析出单质锌，阳极是水失电子生成氧气，所以电解的总反应离子方程式为：2Zn2++2H2O 2Zn + 4H++O2↑，

故答案为：2Zn2++2H2O 2Zn + 4H++O2↑；

（5）为将溶液中的Fe2+氧化，试剂X需选用氧化剂，且不能引入新的杂质，选项中H2O2和O2符合题意，即应选AD。

故答案为：AD。