Question

【题目】锌焙砂主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物。下图是工业上利用锌焙砂制取金属锌的流程图。

(1)酸浸时ZnFe2O4会生成两种盐，该反应的化学方程式为_____________________________。

(2)净化Ⅰ操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe2＋氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀。

①写出酸性条件下H2O2与Fe2＋反应的离子方程式： _________________________________。

②25 ℃时，pH＝3的溶液中，c(Fe3＋)＝________ mol·L－1(已知25 ℃，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38)。

③净化Ⅰ生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是__________________________________。

(3)本流程中可以循环利用的物质除硫酸锌外还有__________________。

(4)若没有净化Ⅱ操作，则对锌的制备带来的影响是__________________________。

Answer 1

【答案】(1)ZnFe2O4＋4H2SO4===ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O (2)①H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ②4.0×10－5 ③Fe(OH)3胶体具有吸附性

(3)H2SO4、Zn (4)制取的锌含铜、镍等杂质

【解析】(1)根据信息，酸浸时ZnFe2O4会生成两种盐，这两种盐分别为硫酸锌、硫酸铁，即ZnFe2O4与硫酸反应的化学方程式为ZnFe2O4＋4H2SO4===ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O。(2)①亚铁离子被双氧水氧化成铁离子，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；②氢氧化铁的溶度积Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，pH＝3的溶液中，氢氧根离子的浓度为1×10－11 mol·L－1，c(Fe3＋)＝ mol·L－1＝4.0×10－5 mol·L－1。(3)通过制取金属锌的流程图可知，可以循环利用的物质除硫酸锌外，还有硫酸、锌。(4)由于锌焙砂中含有CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物，酸浸后溶液中存在钙离子、亚铁离子、铜离子、镍离子，如果没有净化Ⅱ操作，则电解制取的锌中会含有铜、镍等杂质。