Question

【题目】硫化锌(ZnS)是一种重要的化工原料，难溶于水，可由炼锌的废渣锌灰制取，其工艺流程如图：

（1）为提高锌灰的浸取效率，不采用的方法是______________(填序号)

①研磨②搅拌③多次浸取④升高温度⑤加压

（2）步骤Ⅱ所得滤渣中的物质是______________(写化学式)。

（3）步骤Ⅲ中可得Cd单质，为避免引入新的杂质，试剂b应为______________。

（4）步骤Ⅳ还可以回收Na2SO4来制取Na2S。

①检验ZnS固体是否洗涤干净的方法是______________；

②Na2S可由等物质的量的Na2SO4和CH4在高温、催化剂条件下制取．化学反应方程式为______________。

③已知Na2SO410H2O及Na2SO4的溶解度随温度变化曲线如图。从滤液中得到Na2SO410H2O的操作方法是______________。

（5）若步骤Ⅱ加入的ZnCO3为bmol，步骤Ⅲ所得Cd为dmol，最后得到VL、物质的量浓度为cmol/L的Na2SO4溶液．则理论上所用锌灰中含有锌元素的质量为______________g。

Answer 1

【答案】（1）①②③⑤；（2）Fe(OH)3、ZnCO3；（3）Zn(或锌)；

（4）①取最后一次洗涤液少许于试管，滴加几滴BaCl2溶液，若出现浑浊则未洗净，反之则已洗净；

②Na2S04+CH4Na2S+2H2O+CO2；③蒸发浓缩，降温结晶，过滤；（5）65(Vc-b-d)g

【解析】

试题分析：锌灰与硫酸反应得含有镉离子、锌离子、铁离子、亚铁离子等的溶液，加入双氧水将二价铁离子氧化为三价铁离子，用碳酸锌调节平衡pH使Fe(OH)3完全沉淀，过滤后得到含有镉离子、锌离子的滤液Ⅰ和滤渣Fe(OH)3、ZnCO3；步骤Ⅲ中可得Cd单质，为避免引入新的杂质，试剂b应为锌，过滤后得溶液Ⅱ为硫酸锌溶液，硫酸锌溶液中加入硫化钠可得硫酸钠和硫化锌。

（1）搅拌、适当升温、将废渣碾细成粉末、搅拌、多次浸取等都可提高锌灰的浸取率，不采用的方法是⑤加压，故答案为：⑤；

（2）根据上面的分析可知，步骤Ⅱ所得滤渣为Fe(OH)3、ZnCO3，故答案为：Fe(OH)3、ZnCO3；

（3）根据上面的分析可知，试剂b应为锌，故答案为：Zn(或锌)；

（4）①ZnS固体是从硫酸钠溶液中析出的，所以检验ZnS固体是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液少许于试管，滴加几滴BaCl2溶液，若出现浑浊则未洗净，反之则已洗净，故答案为：取最后一次洗涤液少许于试管，滴加几滴BaCl2溶液，若出现浑浊则未洗净，反之则已洗净；

②等物质的量的Na2S04和CH4在高温、催化剂条件下生成Na2S，根据元素守恒可知，该化学反应方程式为：Na2S04+CH4Na2S+2H2O+CO2，故答案为：Na2S04+CH4Na2S+2H2O+CO2；

③根据溶解度随温度变化曲线可知，从滤液中得到Na2SO4.10H2O的操作方法是蒸发浓缩，降温结晶，过滤，故答案为：蒸发浓缩，降温结晶，过滤；

（5）步骤Ⅲ所得Cd为dmol，则用于置换镉的锌的物质的量为dmol，硫酸钠的物质的量为：VL×cmol/L=cVmol，所以硫酸锌的物质的量为cVmol，根据锌元素守恒可知，样品中锌元素的物质的量为：cVmol-dmol-bmol，所以锌灰中含有锌元素的质量为：65g/mol×(cVmol-dmol-bmol)=65(Vc-b-d)g，故答案为：65(Vc-b-d)g。