Question

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下:

请回答下列问题。

(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，主要成分发生反应的化学方程式为                          。

(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               操作。工业上制备该酸的三个主要阶段分别为          、          、         。

(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为          ，其作用是           。

(4)电解沉淀过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb-Ag合金惰性电极，锌在           极沉积，阳极的电极反应方程式为                                 。

(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，又可获得一种工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”发生主要反应的离子方程式为                                 。

(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                                 。(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌)

Answer 1

【知识点】金属冶炼的一般原理、物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用C5G2

【答案解析】

 (15分)(1) ZnS+O3ZnO+SO2 （2分）

(2)浸出     催化    氧化    吸收    (各1分.共4分)

(3)锌粉 置换出Fe等     (各1分，共2分)

(4)阴(1分)    4OH--4e-=2H2O+O2↑  (2分)

(5）2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O  (2分)

（6）ZnCO3+2CZn+3CO↑  (2分)

 解析：（1）含锌矿的主要成分是ZnS，与空气中氧气发生氧化还原反应，焙砂的主要成分为ZnO，反应方程式为：ZnS+O3ZnO+SO2；
（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；

 工业上制备硫酸的三个主要阶段分别为催化 、氧化、吸收；
（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等；
（4）电解沉积过程中，是电解ZnSO4，阴极锌离子放电生成锌，故锌在阴极沉积；阳极发生氧化反应，产物为O2，电极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；
（5）“氧压酸浸”法顾名思义，可知反应物中含有H+和O2，可以获得非金属单质S，写出化学方程式为：2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O
（6）根据题目描述可知反应物为ZnCO3和C，产物含有Zn，则化学方程式为：ZnCO3+2CZn+3CO↑

【思路点拨】本题难度不大，掌握氧化物的特征、利用化合价的原则计算指定元素的化合价的方法、化学方程式的书写方法、含杂质物质的化学方程式的计算等是正确解答本题的关键。