Question

【题目】锌焙砂是锌精矿经焙烧后所得的产物，主要含ZnO、ZnSO4，有少量FeO、CuO、NiO杂质，是炼锌最主要的原料。某科研小组设计了如下提取金属锌的实验流程：

（1）酸浸时需要240 mL 4 mol·L－1稀H2SO4，用18.4 mol·L－1浓硫酸配制该稀H2SO4过程

中用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、胶头滴管外，还要 、 ；酸浸得到的溶液中除Zn2+、Ni2＋外，还含有的金属阳离子是 、 （填离子符号）。

（2）净化Ⅰ需要加入H2O2，加入H2O2时发生的离子反应方程式是 ；反应后控制溶液pH为4即沉淀完全，沉淀的主要成分是 。

（3）净化Ⅱ得到的Cu、Ni，需要进行洗涤操作，检验是否洗涤干净的方法是 ；本流程中可以循环利用的物质除锌外还有 、 。

（4）可用电解沉积硫酸锌溶液的方法制备锌，若在在阳极产生13.44L（标准状况下） 氧气，在阴极析出锌的质量为 。

（5）上述工艺中，如果不设计 “净化Ⅱ”，对提取金属锌造成的影响是____________________。

Answer 1

【答案】（1）250 mL容量瓶、玻璃棒；Cu2＋、Fe2＋

（2）H2O2+2Fe2＋+2H＋=2Fe3＋+2H2O（2分）；Fe(OH)3（1分）

（3）取最后洗涤液少量，滴加BaCl2，若无白色沉淀，则洗干净（2分）；

H2SO4、ZnSO4（各1分，共2分）

（4）78g（2分）（5）最终得到的产品中含Cu、Ni杂质（2分）

【解析】试题分析：（1）锌焙砂经被烧后所得的产物，主要含氧化锌、硫酸锌（有少量FeO、CuO、NiO杂质），加入硫酸酸化，可生成硫酸锌、硫酸铜、硫酸镍以及硫酸亚铁等，因此酸浸得到的溶液中除Zn2+外，还含有的金属阳离子有Cu2+、Fe2+、Ni2+等，用浓硫酸配制稀硫酸需要的仪器有：量筒量取浓硫酸、烧杯用来溶解浓硫酸、玻璃棒搅拌、引流等、胶头滴管定容以及250mL容量瓶等；

（2）净化Ⅰ操作需要加入H2O2溶液并控制溶液的pH在4左右，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，控制溶液pH，使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀；

（3）净化Ⅱ得到的Cu、Ni可吸附溶液中的硫酸根离子，检验是否洗涤干净，可取最后一次洗涤液于小试管中，滴加硝酸酸化的BaCl2溶液，如无沉淀生成，说明洗涤干净，通过制取金属锌的流程图示可以知道，可以循环利用的物质除锌外，含有硫酸、硫酸锌；

（4）13.44L（标准状况下） 氧气n=V/Vm=13.44/22.4L/mol=0.6mol，转移电子0.6mol×4=2.4mol，生成1mol锌需转移2mol电子，所以在阴极析出锌的质量为：2.4mol/2×65g/mol=78g；

（5）上述工艺中，如果不设计“净化Ⅱ”，溶液中含有Cu2+、Ni2+，电解会造成的结果是最终得到的产品中含Cu、Ni杂质。