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锌及其化合物
【核心知识梳理】
1．锌的原子结构——30Zn
电子排布式 1s22s22p63s23p63d104s2
简化电子排布式 [Ar]3d104s2
电子排布图
价层电子排布式 3d104s2
周期表中的位置 第四周期第ⅡB族
常见化合价 ＋2
2．锌(Zn)的化学性质
(1)在含有CO2的潮湿空气中很快变暗，生成碱式碳酸锌，一层较紧密的保护膜
CO2＋2O2＋3H2O＋4Zn===ZnCO3·3Zn(OH)2
(2)与大多数非金属反应：2Zn＋O22ZnO，Zn＋X2ZnX2(X为F、Cl、Br、I)
(3)与酸、碱的反应：锌的化学性质与铝相似，所以，通常可以由铝的性质，推断锌的化学性质。单质锌，即可与酸 ( https: / / baike. / item / %E9%85%B8" \t "https: / / baike. / item / %E9%94%8C / _blank )反应，又可与碱 ( https: / / baike. / item / %E7%A2%B1" \t "https: / / baike. / item / %E9%94%8C / _blank )反应
①与酸的反应：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
②与碱的反应：Zn＋2NaOH＋2H2O===Na2[Zn(OH)4]＋H2↑或Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑
③锌和铝又有区别，锌溶于氨水形成氨配离子，而铝不溶于氨水形成配离子：
Zn＋4NH3＋2H2O===[Zn(NH3)4]2+＋H2↑＋2OH－
(4)与盐溶液的置换反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
3．氧化锌(ZnO)——两性氧化物
(1)与酸反应：ZnO＋2HCl===ZnCl2＋H2O
(2)与碱反应：ZnO＋2NaOH＋H2O===Na2[Zn(OH)4]或ZnO＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2O
4．氢氧化锌[Zn(OH)2]——两性氢氧化物
(1)两性
①与酸的反应：Zn(OH)2＋2H＋===Zn2＋＋2H2O
②与碱的反应：Zn(OH)2＋2OH－===[Zn(OH)4]2－或Zn(OH)2＋2OH－===ZnO＋2H2O
(2)与氨水反应：Zn(OH)2＋4NH3·H2O===[Zn(NH3)4]2+＋4H2O＋2OH－
(3)受热分解：Zn(OH)2ZnO＋H2O
(4)制法：Zn2＋＋[Zn(OH)4]2－===2Zn(OH)2↓或Zn2＋＋ZnO＋2H2O===2Zn(OH)2↓
5．锌盐
(1)ZnSO4
①与可溶性钡盐反应：ZnSO4＋BaCl2===ZnCl2＋BaSO4↓
②与强碱溶液反应
ZnSO4溶液中加入少量NaOH溶液：Zn2＋＋2OH－===Zn(OH)2↓
ZnSO4溶液中加足量NaOH溶液：Zn2＋＋4OH－===[Zn(OH)4]2－或Zn2＋＋4OH－===ZnO＋2H2O
③与Na2[Zn(OH)4]或Na2ZnO2反应生成Zn(OH)2沉淀
Zn2＋＋[Zn(OH)4]2－===2Zn(OH)2↓或Zn2＋＋ZnO＋2H2O===2Zn(OH)2↓
(2)Na2[Zn(OH)4]或Na2ZnO2
①与盐酸反应
少量盐酸 Na2[Zn(OH)4]＋2HCl===Zn(OH)2↓＋2NaCl＋2H2O或Na2ZnO2＋2HCl===Zn(OH)2↓＋2NaCl
足量盐酸 Na2[Zn(OH)4]＋4HCl===ZnCl2＋2NaCl＋4H2O或Na2ZnO2＋4HCl===ZnCl2＋2NaCl＋2H2O
②与CO2反应
少量CO2 Na2[Zn(OH)4]＋CO2===Zn(OH)2↓＋Na2CO3＋H2O或Na2ZnO2＋H2O＋CO2===Zn(OH)2↓＋Na2CO3
足量CO2 Na2[Zn(OH)4]＋2CO2===Zn(OH)2↓＋2NaHCO3或Na2ZnO2＋2H2O＋2CO2===Zn(OH)2↓＋2NaHCO3
③与可溶性锌盐发生相互促进的水解反应，生成Zn(OH)2沉淀
Zn2＋＋[Zn(OH)4]2－===2Zn(OH)2↓或Zn2＋＋ZnO＋2H2O===2Zn(OH)2↓
6．锌及其重要化合物之间的转化关系
【巩固练习】
1．我国是最早掌握炼锌技术的国家，《天工开物》中记载了以菱锌矿(主要成分为ZnCO3)和烟煤为原料的炼锌罐剖面图（如图所示）。已知：锌的沸点为907 ℃，金属锌蒸气遇热空气易生成ZnO。下列有关炼锌过程的说法错误的是(　　)
A．尾气可用燃烧法除去
B．发生了氧化还原反应
C．提纯锌利用了结晶法
D．泥封的目的是防止锌被氧化
2．锌是一种浅灰色的过渡金属。在现代工业中，是电池制造中不可替代且相当重要的金属，以菱锌矿(主要成分为ZnCO3、ZnO，含有少量SiO2和Na2SiO3)制备锌单质的流程如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．SO的空间结构为正四面体形
B．滤渣的主要成分为SiO2和H2SiO3
C．“沉淀”步骤中，消耗CO2的物质的量与消耗Na2[Zn(OH)4]的物质的量之比为1∶1
D．“热还原”过程发生了置换反应
3．锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4还含有少量FeO、CuO等)可用于湿法制锌，其流程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．“酸浸”中ZnFe2O4发生的反应为：ZnFe2O4＋8H+===Zn2+＋2Fe3+＋4H2O
B．可用ZnS除去溶液中的Cu2+的依据是Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)
C．为提高生产效率，“酸浸”“净化I”“净化II”的反应温度越高越好
D．“电解”的产物之一可用于替换“净化I”中的H2O2
4．为研究废旧电池的再利用，实验室利用旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．“溶解”操作中溶液温度不宜过高
B．铜帽溶解后，将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或H2O2
C．与锌粉反应的离子可能为Cu2＋、H＋
D．“过滤”操作后，将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后，高温灼烧即可得纯净的ZnO
5．利用锌灰(主要成分为ZnO，含有CuO、PbO、SiO2、FeO、Fe2O3等杂质)制备高纯ZnO的工艺流程如下，下列说法错误的是(　　)
A．滤渣1的主要成分为SiO2、PbSO4
B．步骤1中发生反应的离子方程式为MnO＋3Fe2＋＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋
C．加入的试剂a为Zn，目的是除去Cu2＋
D．取步骤3后的干燥滤饼11.2 g煅烧，可得产品8.1 g，则x＝2
6．以钢铁厂灰渣(主要成分为ZnO，含少量CuO、Fe2O3等)为原料制备氧化锌的一种工艺流程如下，下列说法正确的是(　　)
已知：过量氨水使ZnO、CuO溶解，转化为[Zn(NH3)4]2＋和[Cu(NH3)4]2＋配离子
A．滤液①中大量存在HCO、CO、OH－
B．滤渣②的成分为Cu
C．“蒸氨沉锌”过程中反应的化学方程式为2Zn(NH3)4CO3＋H2O8NH3↑＋ZnCO3·Zn(OH)2＋CO2↑
D．实验室条件下“煅烧”过程需使用蒸发皿
7．以工业级氧化锌(含Fe2＋、Mn2＋、Cu2＋、Ni2＋等)为原料制备氧化锌的流程如下，下列有关说法错误的是(　　)
其中“氧化”加入KMnO4是为了除去浸出液中的Fe2＋和Mn2＋
A．“浸出”时通过粉碎氧化锌可提高浸出率
B．“氧化”生成的固体是MnO2和Fe(OH)3
C．“置换”加入锌粉是为了除去溶液中的Cu2＋、Ni2＋等
D．“煅烧”操作用到的仪器：玻璃棒、蒸发皿、泥三角
8．从炼钢粉尘(主要含Fe3O4、Fe2O3和ZnO)中提取锌的流程如下，下列说法错误的是(　　)
“盐浸”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋并有少量Fe2+和Fe3+浸出
A．[Zn(NH3)4]2＋中心离子采取sp3杂化
B．“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3
C．“沉锌”过程发生反应[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2－===ZnS↓＋4NH3·H2O
D．应合理控制 (NH4)2S用量，以便滤液循环使用
9．实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4，含少量的Fe2＋、Mn2＋)为原料制备ZnCO3·2Zn（OH）2的实验流程如下，下列说法正确的是(　　)
A．过二硫酸钠(Na2S2O8)中硫元素的化合价为＋7
B．氧化除锰后的溶液中存在：Na＋、Zn2＋、Fe2＋、SO
C．调节pH时试剂X可以选用Zn、ZnO、ZnCO3等物质
D．沉锌时的离子方程式为3Zn2＋＋6HCO ===ZnCO3·2Zn(OH)2↓＋5CO2↑＋H2O
10．国家速滑馆又称“冰丝带”，用的碲化镉(CdTe)发电玻璃被誉为“挂在墙上的油田”。一种以镉废渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO杂质)为原料制备镉的工艺流程如图，下列说法错误的是(　　)
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表：
阳离子 Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋
开始沉淀pH 2.7 6.3 3.8
完全沉淀pH 3.2 8.3 5.0
A．调节pH＝5的目的是除去Fe和Cu等杂质元素
B．“滤渣2”的主要成分为MnO2、Fe(OH)3
C．“置换”后滤液溶质的主要成分是ZnSO4
D．“熔炼”过程中利用Cd与Na2ZnO2的密度差异可以将二者分离
11．MnO2和Zn是制造普通干电池的重要原料，现用软锰矿(主要成分为MnO2)和闪锌矿(主要成分为ZnS)制备MnO2和Zn的工艺流程如图。下列说法错误的是(　　)
A．干电池是一种将化学能转变为电能的装置
B．原料硫酸可以循环使用，且可用盐酸代替硫酸进行酸溶
C．酸溶时ZnS作还原剂，操作1为过滤
D．通电电解时MnO2在阳极处生成，电极反应为Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋
12．锌钡白是BaSO4和ZnS的混合物，ZnS难溶于水，某化工厂用重晶石为原料制备锌钡白，生产过程中会产生大量废气(主要成分为CO2、CO及少量SO2和硫蒸气等)，为防止污染空气并提高原料利用率，生产中采用下述工艺流程，下列叙述错误的是(　　)
A．重晶石和钡餐的化学成分相同
B．Y气体的循环使用可以防止污染空气并能提高原料利用率
C．Z(aq)中的阴离子是OH－和CO
D．高温煅烧过程中焦炭的作用是为反应提供热量和作还原剂
13．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(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，下列有关说法不正确的是(　　)
A．滤渣1的成分是SiO2 ，滤渣2的成分是Fe(OH)3
B．焙烧过程中主要反应的化学方程式为：2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2
C．溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，反应的离子方程式为：Zn＋Cd2＋===Zn2＋＋Cd
D．若不通入氧气，其后果是无法除去杂质Fe2＋
14．某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS，某同学以该废催化剂为原料，回收其中的锌和铜。采用的实验方案如下：
已知：步骤①中发生的化学反应为非氧化还原反应；滤渣2的主要成分是SiO2和S。下列说法不正确的是(　　)
A．步骤①，最好在通风橱中进行
B．步骤①和③，说明CuS不溶于稀硫酸而ZnS溶于稀硫酸
C．步骤③，涉及的离子反应为CuS＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋S＋2H2O
D．步骤②和③，均采用蒸发结晶的方式获取溶质
15．实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如图所示，下列叙述错误的是(　　)
A．合理处理废弃旧电池的铜帽既有利于节约资源，又有利于保护环境
B．“溶解”操作中可用酸性条件下不断鼓入O2代替H2O2
C．加入锌粉反应的离子为Cu2＋
D．“过滤”操作后直接将溶液蒸发结晶、高温灼烧得到ZnO
16．某工艺利用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Al2O3和SiO2)和闪锌矿(主要成分是ZnS，含少量FeS、CuS、CdS)为原料制备MnO2和Zn，其流程如图，下列说法不正确的是(　　)
已知：Ⅰ.矿石中所有金属元素均以离子形式进入滤液A中
Ⅱ.各种金属离子完全沉淀的pH如表：
离子 Zn2＋ Mn2＋ Fe2＋ Fe3＋ Al3＋
pH 8.0 10.1 9.0 3.2 4.7
A．滤渣A主要成分：S和SiO2
B．适量金属锌是为了回收金属Cu和Cd
C．步骤③中，加入的物质X可以是MnO2，调pH：4.7≤pH<8.0
D．上述流程中，可以循环使用的物质为H2SO4
17．(2024·黑吉辽卷)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为________(填化学式)
(2)“细菌氧化”中，FeS2发生反应的离子方程式为___________________________________________________
(3)“沉铁砷”时需加碱调节pH，生成___________(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含As微粒的沉降。
(4)“培烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“培烧氧化”，“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。
A．无需控温 B．可减少有害气体产生
C．设备无需耐高温 D．不产生废液废渣
(5)“真金不拍火炼”，表明Au难被O2氧化，“浸金”中NaCN的作用为__________________
(6)“沉金”中Zn的作用为_____________
(7)滤液②经H2SO4酸化，[Zn(CN)4]2 转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为______________________________，用碱中和HCN可生成__________(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用
18．(2023·浙江卷1月)(10分)某研究小组制备纳米ZnO，再与金属有机框架(MOF)材料复合制备荧光材料ZnO@MOF，流程如下：
已知：①含锌组分间的转化关系：
②ε－Zn(OH)2是Zn(OH)2的一种晶型，39℃以下稳定
请回答：
(1)步骤Ⅰ，初始滴入ZnSO4溶液时，体系中主要含锌组分的化学式是___________
(2)下列有关说法不正确的是___________
A．步骤Ⅰ，搅拌的作用是避免反应物浓度局部过高，使反应充分
B．步骤Ⅰ，若将过量NaOH溶液滴入ZnSO4溶液制备ε－Zn(OH)2，可提高ZnSO4的利用率
C．步骤Ⅱ，为了更好地除去杂质，可用50℃的热水洗涤
D．步骤Ⅲ，控温煅烧的目的是为了控制ZnO的颗粒大小
(3)步骤Ⅲ，盛放样品的容器名称是___________
(4)用Zn(CH3COO)2和过量(NH4)2CO3反应，得到的沉淀可直接控温煅烧得纳米ZnO，沉淀无需洗涤的原因是___________
(5)为测定纳米ZnO产品的纯度，可用已知浓度的EDTA标准溶液滴定Zn2+ 。从下列选项中选择合理的仪器和操作，补全如下步骤[“___________”上填写一件最关键仪器，“(___________)”内填写一种操作，均用字母表示]。___________用___________(称量ZnO样品x g)→用烧杯(___________)→用___________(___________)→用移液管(___________)→用滴定管(盛装EDTA标准溶液，滴定Zn2+ )
仪器：a.烧杯；b.托盘天平；c.容量瓶；d.分析天平；e.试剂瓶
操作：f.配制一定体积的Zn2+溶液；g.酸溶样品；h.量取一定体积的Zn2+溶液；i.装瓶贴标签
(6)制备的ZnO@MOF荧光材料可测Cu2+浓度。已知ZnO@MOF的荧光强度比值与Cu2+在一定浓度范围内的关系如图。某研究小组取7.5×10-3g人血浆铜蓝蛋白(相对分子质量1.5×105)，经预处理，将其中Cu元素全部转化为Cu2+并定容至1L。取样测得荧光强度比值为10.2，则1个血浆铜蓝蛋白分子中含___________个铜原子
19．(2022 全国甲卷)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：
本题中所涉及离子的氯氧化物溶度积常数如下表：
离子 Fe3+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+
Ksp 4.0×10－38 6.7×10－17 2.2×10－20 8.0×10－16 1.8×10－11
回答下列问题：
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为________________________________________
(2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有__________、_____________
(3)加入物质X调溶液pH＝5，最适宜使用的X是_______(填标号)
A．NH3·H2O B．Ca(OH)2 C．NaOH
滤渣①的主要成分是_______、_______、_______
(4)向80～90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤，滤渣②中有MnO2，该步反应的离子方程式为__________________________________
(5)滤液②中加入锌粉的目的是_______
(6)滤渣④与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是_______、_______
20．(2019 全国Ⅱ)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：
(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为_________
A．黄色 B．红色 C．紫色 D．绿色
(2)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为___________________________，回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为______________________
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的___________(填化学式)
③沉淀器中反应的离子方程式为______________________
(3)成品中S2 的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.1000 mol·L 1的I2 KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.1000 mol·L 1 Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2＋2S2O===2I－＋S4O。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为_____________________________________，样品中S2 的含量为__________(写出表达式)
21．(2018 全国Ⅱ卷)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(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[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子 Fe3＋ Fe2＋ Zn2＋ Cd2＋
开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4
沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4
回答下列问题：
(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________
(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________；氧化除杂工序中ZnO的作用是________________________，若不通入氧气，其后果是___________________
(3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为__________________________
(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为__________________________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用
22．一种以冷热镀管废料锌灰制ZnSO4·7H2O晶体，进而获取ZnO，并探索氢电极增压还原氧化锌电解法制锌的方法，工艺流程如图所示，回答下列问题：
已知：①锌灰的主要成分为ZnO、ZnCl2，还含有SiO2、CuO、PbO和FeO
②Cu＋＋Cl－===CuCl↓
(1)滤渣1的主要成分为SiO2和________
(2)酸浸时，硫酸浓度不能过高，原因是_______________________________________
(3)写出“沉铜”时的离子方程式：___________________________________________
(4)在pH为5.6的条件下氧化后，再加入聚丙烯酰胺絮凝剂并加热搅拌，其目的是____
(5)氢电极增压还原氧化锌的装置如图所示，储罐内ZnO溶解后形成Zn(OH)离子，每溶解1 mol ZnO需消耗______mol KOH。电解池中的总反应离子方程式为：___________
(6)该工艺废水中含有Zn2＋，排放前需处理。向废水中加入CH3COOH和CH3COONa组成的缓冲溶液调节pH，通入H2S发生反应：Zn2＋＋H2SZnS(s)＋2H＋。处理后的废水中部分微粒浓度为：
微粒 H2S CH3COOH CH3COO－
浓度/(mol·L－1) 0.10 0.05 0.10
处理后的废水的pH＝________，c(Zn2＋)＝________。[已知：Ksp(ZnS)＝1.0×10－23，Ka1(H2S)＝1.0×10－7，Ka2(H2S)＝1.0×10－14，Ka(CH3COOH)＝2.0×10－5
23．高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级氧化锌(含Fe2＋、Mn2＋、Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋等)为原料，用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下，回答下列问题
已知Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38
(1)浸出时，为了提高浸出效率可采用的措施有(写两种)：____________________________
(2)氧化时，加入KMnO4溶液是为了除去浸出液中的Fe2＋和Mn2＋(溶液中Mn全部转化为MnO2)，请配平下列除去Fe2＋的离子方程式：MnO＋Fe2＋＋________===MnO2↓＋Fe(OH)3↓＋H＋
(3)加入锌粉的目的是__________________________________________________________________
(4)已知H2SO4浸出液中，c(Fe2＋)＝5.04 mg·L－1、c(Mn2＋)＝1.65 mg·L－1
①加入KMnO4溶液反应一段时间后，溶液中c(Fe3＋)＝0.56 mg·L－1，若溶液pH＝3，则此时Fe3＋________(填“能”或“不能”)生成沉淀
②若要除尽1 m3上述浸出液中的Fe2＋和Mn2＋，需加入________ g KMnO4
24．某兴趣小组用废旧镀锌铁皮按下列流程制备七水硫酸锌(ZnSO4·7H2O)，回答下列问题：
金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表所示
金属离子 pH
开始沉淀 完全沉淀
Fe3＋ 2.7 3.8
Fe2＋ 5.5 8.3
Zn2＋ 6.4 8.2
(1)为提高镀锌铁皮中金属离子的浸出率，除了可适当增加稀硫酸的浓度外，还可以采取的措施有____________
(2)步骤Ⅱ中需加入过量H2O2，请用离子方程式表示H2O2的作用________________
(3)步骤Ⅲ中调节pH的范围为________， 调节pH宜选用的试剂为________
A．稀硫酸　　　　　　B．氢氧化锌　　　　　　C．氢氧化钠　　　　　　D．氧化锌
(4)检验步骤Ⅲ所得滤液中是否含有Fe3＋可采用的实验方法是__________________________________
(5)步骤Ⅴ中，某同学采用不同降温方式进行冷却结晶，测得ZnSO4·7H2O颗粒大小分布如图所示。根据该实验结果，为了得到颗粒大小相对均一的较大晶粒，宜选择__________(填标号)方式进行冷却结晶
A．快速降温　　　 B．缓慢降温　　　 C．变速降温
21．某工厂从主要成分为CuO、Cu2O、ZnO、PbO的烟灰中分别回收铜、锌、铅元素的部分流程如图所示：
已知：常温下，Ksp(PbSO4)＝2.4×10－8，Ksp(PbCl2)＝3.2×10－5
回答下列问题：
(1)“酸浸”阶段Cu2O发生反应的离子方程式为________________________________________
(2)“置换”阶段，反应结束后应迅速过滤，否则会导致铜的析出率降低，原因是____________________
(3)“氧化”阶段，H2O2的实际用量必须大于理论用量的原因是____________________
(4)X可以有多种选择，若X是ZnO，则“调pH”时反应生成红褐色物质的离子方程式为____________________；“系列操作”是指__________、过滤、洗涤、烘干。
(5)一定条件下，利用食盐水可从“料渣”中提取铅，已知在不同浓度的NaCl溶液中，温度对铅浸出率的影响如右图所示：
①已知：反应PbCl2(s)＋Cl－(aq)===PbCl(aq)的平衡常数为K1，则PbSO4溶于过量NaCl溶液发生转化反应：
PbSO4(s)＋3Cl－(aq)PbCl(aq)＋SO(aq)，其平衡常数K＝__________(用含K1的代数式表示)
②从“料渣”中浸取铅的最合适的条件是____________________
【锌及其化合物】答案
1．C。解析：
2．C。解析：菱锌矿(主要成分为ZnCO3、ZnO，含有少量SiO2和Na2SiO3)与硫酸反应生成硫酸锌、硅酸、硫酸钠，二氧化硅不与硫酸反应，过滤，向滤液中加入过量氢氧化钠溶液，向溶液中通入二氧化碳得到氢氧化锌，过滤，将氢氧化锌煅烧得到氧化锌，再用过量焦炭还原得到锌。“沉淀”时CO2会先与未反应完的NaOH反应，因此消耗的二氧化碳量比Na2[Zn(OH)4]多，故C错误；ZnO＋CZn＋CO↑是置换反应，故D正确。
3．C。解析：锌焙砂中含有ZnO、ZnFe2O4、FeO、CuO，加入硫酸酸浸，ZnO、FeO、CuO转化成相应的硫酸盐，ZnFe2O4与盐酸反应生成Zn2+、Fe3+，加入过氧化氢，利用过氧化氢的氧化性，将Fe2+氧化成Fe3+，加入ZnO，调节pH，使Fe3+以Fe(OH)3形式沉淀出来，过滤，加入过量ZnS，将Cu2+以CuS形式沉淀出，据此分析；
A．ZnFe2O4写成ZnO·Fe2O3，ZnO和Fe2O3与酸反应生成Zn2+、Fe3+，因此ZnFe2O4与H+反应的方程式为ZnFe2O4＋8H+===Zn2+＋2Fe3+＋4H2O，故A说法正确；B．净化Ⅱ的目的是将Cu2+以CuS形式沉淀出，发生ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+，根据溶度积的规律，推出Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，故B说法正确；C．过氧化氢受热易分解，温度过高，使过氧化氢分解，造成原料浪费，因此不是反应温度越高越好，故C说法错误；D．净化Ⅱ得到溶质主要为ZnSO4，电解硫酸锌，阴极电极反应式为Zn2+＋2e－＝Zn，阳极反应式为2H2O－4e－＝O2↑+4H+，氧气具有强氧化性，能将Fe2+氧化成Fe3+，因此氧气可以替换过氧化氢，故D说法正确；故答案为C。
4．D。解析：“溶解”操作中溶液温度不宜过高，否则过氧化氢分解，故A正确；铜帽溶解后，溶液中存在过氧化氢，将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或H2O2，防止后面消耗过多的锌粉，故B正确；固体溶解后溶液中存在Cu2＋、H＋，都是与锌粉反应的离子，故C正确；“过滤”操作后滤液中含有硫酸锌和硫酸钠，将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后，高温灼烧不能得到纯净的ZnO，其中含有硫酸钠，故D错误。
5．D。解析：SiO2不与稀硫酸反应，PbSO4不溶于水，向锌灰中加稀硫酸过滤，滤渣1为PbSO4、SiO2，A正确；加入的高锰酸钾氧化亚铁离子为氢氧化铁，自身被还原为二氧化锰，B正确；为除去硫酸铜可采用置换反应，试剂a为Zn，锌粉发生置换反应：Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4，目的是除去Cu2＋，C正确；设ZnCO3·xZn(OH)2的物质的量为y mol，ZnCO3·xZn(OH)2煅烧得到ZnO，则固体减少的质量为二氧化碳、水的质量，n(ZnO)＝＝＝0.1 mol，根据固体减少的质量、ZnO的物质的量可得：44y＋18xy＝11.2－8.1，y＋xy＝0.1，联立解得x＝1、y＝0.05，D错误。
6．C。解析：　
滤液①中不可能同时存在大量的HCO和OH－，因为二者不能大量共存，A错误；“除杂”工序中过量锌粉置换出铜，Zn＋[Cu(NH3)4]2＋===[Zn(NH3)4]2＋＋Cu，故滤渣②的成分为过量的Zn和Cu，B错误；蒸氨沉锌说明有NH3产生，结合流程图及原子守恒可知，C正确；煅烧应在坩埚中进行，D错误。
7．D。解析：浸出时通过粉碎固体氧化锌，使物质颗粒变小，增大与硫酸的接触面积，反应速率加快，因而可提高浸出率，A正确；硫酸浸出工业级ZnO后的溶液中存在Fe2＋、Mn2＋、Zn2＋、Cu2＋和Ni2＋，加入KMnO4溶液，Ni2＋不能被氧化，Fe2＋、Mn2＋被氧化成MnO2和Fe(OH)3除去，KMnO4被还原成MnO2，B正确；由于金属活动性：Zn>Ni>Cu，所以“置换”加入锌粉是为了与溶液中的Ni2＋、Cu2＋发生反应，除去溶液中的Cu2＋、Ni2＋，C正确；“煅烧”操作用到的仪器：玻璃棒、 坩埚、泥三角，D错误。
8．B。解析：“盐浸”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋发生反应ZnO＋2NH3＋2NH===[Zn(NH3)4]2＋＋H2O，根据题中信息可知，Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解，通入空气氧化后Fe2+和Fe3+转化为Fe(OH)3；“沉锌”过程发生反应为：[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2－===ZnS↓＋4NH3·H2O，经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液。A．[Zn(NH3)4]2＋中心离子为，与4个配体形成4个配位键，杂化类型为sp3杂化，A正确；B．根据分析可知，Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解，所以滤渣中除Fe(OH)3，还有Fe2O3和Fe3O4，B错误；C．根据分析可知，“沉锌”过程发生反应[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2－===ZnS↓＋4NH3·H2O，C正确；D．合理控制 (NH4)2S用量，可使滤液循环使用，D正确；答案选B。
9．D。解析：
过二硫酸钠（Na2S2O8）中含有1个过氧键，其中2个O的化合价为－1，其他6个O为－2价，Na的化合价为＋1，根据化合物中正负化合价代数和为零知，S的化合价为＋6，A项错误；氧化除锰后的溶液中不含Fe2＋，B项错误；Zn可以还原Fe3＋为Fe2＋，影响除杂，C项错误；根据流程图，结合原子守恒和电荷守恒知，D项正确。
10．A。解析：向镉废渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO杂质)中加入硫酸溶解生成多种硫酸盐，加入石灰乳调节pH＝5，沉淀除去Cu(OH)2和CaSO4；在滤液中加入KMnO4，把Fe2＋氧化为Fe(OH)3沉淀、把Mn2＋氧化为MnO2；向滤液中加入锌置换出Cd，得到海绵镉，海绵镉用氢氧化钠溶解过量的锌，得到Cd和Na2ZnO2。调节pH＝5，沉淀除去Cu(OH)2和CaSO4，没有除去Fe元素，A错误；向滤液中加入KMnO4，将Fe2＋氧化为Fe(OH)3沉淀，将Mn2＋氧化为MnO2，则“滤渣2”的主要成分为MnO2、Fe(OH)3，B正确；向滤液中加入锌置换出Cd，“置换”后滤液溶质的主要成分是ZnSO4，C正确；海绵镉用氢氧化钠溶解过量锌，“熔炼”过程中利用Cd与Na2ZnO2的密度差异可以将二者分离，D正确。
11．B。解析：干电池是一次电池，能将化学能转变为电能，A正确；盐酸具有还原性，电离产生的Cl－会被MnO2氧化生成有毒气体Cl2，影响Mn2＋的电解，因此不能用盐酸代替硫酸使用，B错误；ZnS、MnO2、H2SO4发生氧化还原反应，生成ZnSO4、MnSO4、S及H2O，ZnS作还原剂，反应中S被氧化生成难溶于水的S单质，ZnSO4、MnSO4溶解在水中，所以操作1是分离难溶性固体与可溶性液体混合物的操作，名称为过滤，C正确；通电时Mn2＋在阳极失去电子被氧化成MnO2，电极反应为Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋，D正确。
12．C。解析：重晶石和钡餐的主要化学成分均为硫酸钡，故A正确；Y(CO)气体的循环使用可以防止污染空气并能提高原料利用率，故B正确；Z(aq)中的阴离子是OH－、CO和SO，故C错误；焦炭的作用是燃烧生成CO，为反应提供热量和作还原剂，故D正确。
13．A。解析：加入稀硫酸酸浸，FeS(未焙烧)、ZnO、Fe2O3、PbO、CdO和稀硫酸反应生成Fe2＋、Zn2＋、Fe3＋、PbSO4、Cd2＋，所以滤渣1为未反应的SiO2和生成的PbSO4；氧化除杂时，通入氧气，使Fe2＋转化为Fe3＋，加入ZnO调节溶液的pH，将Fe3＋转化为Fe(OH)3而除去Fe3＋，滤渣2为生成的Fe(OH)3，A错误；闪锌矿主要含有ZnS，还含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质，焙烧过程中发生的主要反应有2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2，B正确；Zn的金属性强于Cd，可以从溶液中将Cd置换出来，其离子反应方程式为：Zn＋Cd2＋===Zn2＋＋Cd，C正确；氧化除杂时，通入氧气，使Fe2＋转化为Fe3＋，加入ZnO调节溶液的pH，将Fe3＋转化为Fe(OH)3而除去Fe3＋，若不通入氧气，无法除去杂质Fe2＋，D正确。
14．D。解析：步骤①发生的反应是ZnO＋H2SO4===ZnSO4＋H2O，ZnS＋H2SO4===ZnSO4＋H2S，H2S是有毒气体，因此应在通风橱内进行，故A说法正确；根据流程图，步骤④得到CuSO4·5H2O，说明滤渣1中含有Cu元素，即CuS，步骤③从滤液中得到硫酸铜晶体，说明滤液中存在Cu2＋，从而推出CuS不溶于稀硫酸，步骤②从滤液中得到ZnSO4·7H2O，说明滤液中含有Zn2＋，即ZnS溶于稀硫酸，故B说法正确；步骤③中CuS转变成
Cu2＋，根据信息，滤渣2中有SiO2和S，推出CuS中S被过氧化氢氧化成变为硫单质，离子反应方程式为CuS＋H＋＋H2O2Cu2＋＋S＋H2O，根据化合价的升降法进行配平，得到CuS＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋S＋2H2O，故C说法正确；得到CuSO4·5H2O和ZnSO4·7H2O中都含有结晶水，通过对滤液蒸发结晶方法，容易失去结晶水，因此采用的方法是蒸发浓缩冷却结晶方法，故D说法错误。
15．D。解析：合理处理废弃旧电池的铜帽，可回收利用，节约资源，避免污染，故A正确；酸性条件下，通入氧气可氧化铜生成硫酸铜，故B正确；加入锌粉，可置换出铜，得到海绵铜，故C正确；滤液中含有硫酸锌，直接加热、蒸发结晶不能得到ZnO，故D错误。
16．C。解析：根据矿石中所有金属元素均以离子形式进入滤液A中，SiO2不溶于硫酸，MnO2具有氧化性，酸性条件下可将硫化物氧化为单质硫，知滤渣A主要成分为SiO2和S，A项正确；滤液A中金属离子为Zn2＋、Mn2＋、Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、Cd2＋，结合后续流程知，加入锌粉主要发生Zn与Fe3＋、Cu2＋、Cd2＋的反应：Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋、Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu、Zn＋Cd2＋===Zn2＋＋Cd，故加入适量金属锌的目的是回收Cu和Cd，B项正确；根据工艺流程图知，加入物质X的作用是调节pH，沉淀Al3＋、Fe3＋，而不沉淀Mn2＋、Zn2＋，因此控制pH的范围为4.7≤pH＜8.0，则加入的物质X可为MnO，C项错误；电解滤液C时发生反应：MnSO4＋2H2OMnO2＋H2↑＋H2SO4、2ZnSO4＋2H2O2Zn＋O2↑＋2H2SO4，生成的H2SO4可以返回步骤①循环使用，D项正确。
17．(1)CuSO4
(2)4FeS2＋15O2＋2H2O 4Fe3+＋8SO＋4H+
(3)Fe(OH)3
(4)BC
(5)与Au+形成配合物，降低c(Au+),增强Au的还原性，利于将Au氧化为[Au(CN)2] 浸出
(6)作还原剂，将[Au(CN)2] 还原为Au
(7)Na2[Zn(CN)4]＋2H2SO4===ZnSO4＋Na2SO4＋4HCN NaCN NaCN
解析：矿粉中加入足量空气和H2SO4，在pH=2时进行细菌氧化，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，过滤，滤液中主要含有Fe3+、SO、As（Ⅵ），加碱调节pH值，Fe3+转化为Fe(OH)3胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降，过滤可得到净化液；滤渣主要为Au，Au与空气中的O2和NaCN溶液反应，得到含[Au(CN)2] 的浸出液，加入Zn进行“沉金”得到Au和含[Zn(CN)4]2－的滤液②。
(1)“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要成分为CuSO4；
(2)“细菌氧化”的过程中，FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和SO ，离子方程式为：4FeS2＋15O2＋2H2O 4Fe3+＋8SO＋4H+
(3)“沉铁砷”时，加碱调节pH值，Fe3+转化为Fe(OH)3胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降；
(4)A．细菌的活性与温度息息相关，因此细菌氧化也需要控温，A不符合题意；B．焙烧氧化时，金属硫化物中的S元素通常转化为SO2，而细菌氧化时，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，可减少有害气体的产生，B符合题意；C．焙烧氧化需要较高的温度，因此所使用的设备需要耐高温，而细菌氧化不需要较高的温度就可进行，设备无需耐高温，C符合题意；D．由流程可知，细菌氧化也会产生废液废渣，D不符合题意；故选BC；
(5)“浸金”中，Au作还原剂，O2作氧化剂，NaCN做络合剂，将Au转化为[Au(CN)2] 从而浸出；
(6)“沉金”中Zn作还原剂，将[Au(CN)2] 还原为Au；
(7)滤液②含有[Zn(CN)4]2－，经过H2SO4的酸化，[Zn(CN)4]2－转化为ZnSO4和HCN，反应得化学方程式为：Na2[Zn(CN)4]＋2H2SO4===ZnSO4＋Na2SO4＋4HCN；用碱中和HCN得到的产物，可实现循环利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN，NaCN可用于“浸金”步骤，从而循环利用。
18．(1)[Zn(OH)4]2－
(2)BC
(3)坩埚
(4)杂质中含有CH3COO－、CO、NH，在控温煅烧过程中分解或被氧化为气体而除去
(5)d(g)c(f)(h)
(6)8
解析：本题为一道无机物制备类的工业流程题，首先向氢氧化钠溶液中滴加硫酸锌溶液并搅拌，此时生成ε－Zn(OH)2，分离出ε-Zn(OH)2后再控温煅烧生成纳米氧化锌，进一步处理后得到最终产品。(1)初始滴入ZnSO4溶液时，氢氧化钠过量，根据信息①可知，体系中主要含锌组分的化学式是[Zn(OH)4]2－；(2)A项，步骤Ⅰ，搅拌可以使反应物充分接触，加快反应速率，避免反应物浓度局部过高，A正确；B项，根据信息①可知，氢氧化钠过量时，锌的主要存在形式是[Zn(OH)4]2－，不能生成ε－Zn(OH)2，B错误；C项，由信息②可知，ε－Zn(OH)2 39℃以下稳定，故在用50℃的热水洗涤时会导致，ε－Zn(OH)2分解为其他物质，C错误；D项，由流程可知，控温煅烧时ε－Zn(OH)2会转化为纳米氧化性，故，控温煅烧的目的是为了控制ZnO的颗粒大小，D正确；故选BC；(3)给固体药品加热时，应该用坩埚，故步骤Ⅲ，盛放样品的容器名称是坩埚；(4)两者反应时，除了生成固体ZnO外，还会生成二氧化碳，氨气和水蒸气，即杂志都是气体，故沉淀不需要洗涤的原因是：杂质中含有CH3COO－、CO、NH，在控温煅烧过程中分解或被氧化为气体而除去；(5)为了使测定结果尽可能准确，故可以用分析天平称量ZnO的质量，选择d，随后可以用酸来溶解氧化锌，故选g，溶解后可以用容量瓶配制一定浓度的溶液，故选c(f)，再用移液管量取一定体积的配好的溶液进行实验，故选h，故答案为：d→(g)→c(f)→(h)；(6)人血浆铜蓝蛋白的物质的量n(人血浆铜蓝蛋白)＝，由于实验测得荧光强度比值为10.2，则铜离子浓度n(Cu2+)＝0.4×10－8mol·L－1×1L＝0.4×10－8mol，则则1个血浆铜蓝蛋白分子中含8个铜原子。
19．(1)ZnCO3ZnO＋CO2↑
(2)增大压强 将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积、增大硫酸的浓度等
(3)B Fe(OH)3 CaSO4 SiO2
(4)3Fe2+＋MnO＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H+
(5)置换Cu2+为Cu从而除去
(6)CaSO4 MgSO4
解析：由题干信息，菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物，结合流程图分析，菱锌矿焙烧，主要发生反应ZnCO3ZnO＋CO2↑，再加入H2SO4酸浸，得到含Zn2+、Ca2+、Ma2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+的溶液，加入物质X调节pH=5，结合表格数据，过滤得到Fe(OH)3、CaSO4、SiO2的滤渣①，滤液①中主要含有Zn2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Fe2+，再向滤液①中加入KMnO4溶液氧化Fe2+，过滤得到Fe(OH)3和MnO2的滤渣②，滤液②中加入锌粉，发生反应Zn+Cu2+=Zn2+=Cu，过滤后得到滤渣③为Cu，再向滤液③中加入HF脱钙镁，过滤得到滤渣④为CaF2、MgF2，滤液④为ZnSO4溶液，经一系列处理得到ZnSO4·7H2O，据此分析解答。
(1)由分析，焙烧时，生成ZnO的反应为：ZnCO3ZnO＋CO2↑；
(2)可采用增大压强、将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积、增大硫酸的浓度等方式提高锌的浸取率；
(3)A．NH3·H2O易分解产生NH3污染空气，且经济成本较高，故A不适宜；B．Ca(OH)2不会引入新的杂质，且成本较低，故B适宜；C．NaOH会引入杂质Na+，且成本较高，C不适宜；故答案选B；当沉淀完全时(离子浓度小于10-5mol/L)，结合表格Ksp计算各离子完全沉淀时pH＜5的只有Fe3+，故滤渣①中有Fe(OH)3，又CaSO4是微溶物，SiO2不溶于酸，故滤渣①的主要成分是Fe(OH)3、CaSO4、SiO2；
(4)向80~90℃滤液①中加入KMnO4溶液，可氧化Fe2+，得到Fe(OH)3和MnO2的滤渣②，反应的离子方程式为3Fe2+＋MnO＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H+；
(5)滤液②中加入锌粉，发生反应Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu，故加入锌粉的目的为置换Cu2+为Cu从而除去；
(6)由分析，滤渣④为CaF2、MgF2，与浓硫酸反应可得到HF，同时得到的副产物为CaSO4、MgSO4。
20．(1)D
(2)①BaSO4＋4C===BaS＋4CO↑ CO＋H2===CO2＋H2
②BaCO3
③S2－＋Ba2+＋Zn2+＋SO===BaSO4·ZnS↓
(3)浅蓝色至无色
解析：(1)焰色反应不是化学变化，常用来检验金属元素存在，常见金属元素焰色：A．钠的焰色为黄色，故A错误；B．钙的焰色为红色，故B错误；C．钾的焰色为紫色，故C错误；D．钡的焰色为绿色，故D正确；故选D。
(2)①注意焦炭过量生成CO，反应物为硫酸钡与焦炭，产物为BaS与CO，写出方程式BaSO4＋4C===BaS＋4CO↑；CO与水蒸气反应生成CO2与H2，写出方程式：CO＋H2===CO2＋H2。
②根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体，由强酸制弱酸原理，还原料硫化钡与空气中水，二氧化碳反应生成了碳酸钡与硫化氢气体。
③硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质，写成离子形式，产物硫酸钡与硫化锌为沉淀，不可电离，写出离子方程式：S2－＋Ba2+＋Zn2+＋SO===BaSO4·ZnS↓。
(3)碘单质与硫离子的反应：S2-+I2==S+2I-；碘单质与淀粉混合为蓝色，用硫代硫酸钠滴定过量的I2，故终点颜色变化为浅蓝色至无色；根据氧化还原反应得失电子数相等，利用关系式法解题；根据化合价升降相等列关系式，设硫离子物质的量为n mol：
S2－ ～ I2 2S2O ～ I2
1 mol 1 mol 2 mol 1 mol
n mol n mol 0.1V×10 3mol 0.1V×10 3mol
n+0.1V×10 3mol=250.1V×10 3mol，得n＝(25－V)0.1×10 3mol
则样品中硫离子含量为：×100%= ×100%。
21．(1)ZnS＋O2ZnO＋SO2
(2)PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2+
(3)Zn＋Cd2+===Zn2+＋Cd
(4)Zn2+＋2e－＝Zn 溶浸
解析：(1)由于闪锌矿的主要成分是ZnS，因此焙烧过程中主要反应的化学方程式为ZnS＋O2ZnO＋SO2。
(2)由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1的主要成分除SiO2外还有PbSO4；要测定铁离子，需要调节溶液的pH，又因为不能引入新杂质，所以需要利用氧化锌调节pH，即氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH。根据表中数据可知沉淀亚铁离子的pH较大，所以若不通入氧气，其后果是无法除去杂质Fe2+。
(3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去，反应的离子方程式为Zn＋Cd2+===Zn2+＋Cd。
(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电子的还原反应，因此阴极是锌离子放电，则阴极的电极反应式为Zn2++2e－＝Zn；阳极是氢氧根放电，破坏水的电离平衡，产生氢离子，所以电解后还有硫酸产生，因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用。
22．(1)PbSO4　
(2)会产生SO2气体，污染环境或无法反应(速率慢)等　
(3)Zn＋2Cu2＋＋2Cl－===2CuCl↓＋Zn2＋　
(4)促使Fe(OH)3胶体聚沉，有利于过滤分离　
(5)2　H2＋Zn(OH)2H2O＋Zn＋2OH－　
(6)5　1×10－11mol·L－1
解析：(5)储罐内ZnO溶解后形成Zn(OH)离子，发生的离子反应为2OH－＋ZnO＋H2O===Zn(OH)，则每溶解1 mol ZnO，需消耗2 mol KOH；电解池阳极上的H2在碱性条件下失电子氧化生成H2O，电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O，阴极上Zn(OH)得电子还原生成Zn，电极反应式为Zn(OH)＋2e－===Zn＋4OH－，则电解池中的总反应离子方程式为H2＋Zn(OH)2H2O＋Zn＋2OH－。
(6)已知Ka(CH3COOH)＝＝＝2.0×10－5，则c(H＋)＝1×10－5mol·L－1，此时溶液pH＝5；Ka1(H2S)×Ka2(H2S)＝×＝＝1.0×10－7×1.0×10－14，其中c(H＋)＝1×10－5mol·L－1，c(H2S)＝0.10 mol·L－1，则c(S2－)＝1.0×10－12 mol·L－1，此时Ksp(ZnS)＝1.0×10－23＝c(Zn2＋)·c(S2－)，则c(Zn2＋)＝1×10－11mol·L－1。
23．(1)将工业级氧化锌粉碎、搅拌(其他合理答案也可)　
(2)1　3　7　H2O　1　3　5
(3)调节溶液pH，除去溶液中的Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋等
(4)①不能　②7.9
解析　(1)为了提高浸出效率，可以适当增大硫酸浓度、搅拌、将固体粉碎、提高浸出温度等。(2)锰元素由＋7价降低到＋4价，而铁元素由＋2价升高到＋3价，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平方程式。(3)加入锌粉的目的应为：①消耗溶液中的H＋，调节溶液pH，除去氧化时未完全沉淀的Fe3＋；②将Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋还原为单质而除去。(4)①c(Fe3＋)＝＝1.0×10－5 mol·L－1，此时溶液中c(OH－)＝1.0×10－11 mol·L－1，c(Fe3＋)·c3(OH－)＝1.0×10－38＜Ksp[Fe(OH)3]，故不能生成Fe(OH)3沉淀。②加入KMnO4将Fe2＋和Mn2＋分别氧化为Fe3＋和MnO2，而KMnO4被还原为MnO2，根据得失电子守恒可知，加入KMnO4的质量为
×158 g·mol－1＝7.9 g。
24．(1)将镀锌铁皮粉碎或加热或搅拌(任写一条即可)　
(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　
(3)3.8≤pH<6.4　BD　
(4)取少量滤液，向其中滴加KSCN溶液，若滤液变为红色，则说明滤液中含有Fe3＋，否则不含Fe3＋　
(5)C
解析：由题给流程图可知，镀锌铁皮中加入稀硫酸，锌和铁与稀硫酸反应生成硫酸锌和硫酸亚铁，过滤得到含有硫酸锌和硫酸亚铁的滤液；向滤液中加入过量双氧水，双氧水将亚铁离子氧化为铁离子，加入氢氧化锌或氧化锌调节溶液pH使铁离子转化为沉淀而除去，过滤得到含有硫酸锌的滤液；由第(5)问可知，控制蒸发温度、冷却结晶得到粗硫酸锌晶体；粗硫酸锌晶体通过重结晶操作获得七水硫酸锌晶体。(1)为提高镀锌铁皮中金属离子的浸出率，除了可适当增加稀硫酸的浓度外，还可以采取加热升高反应温度、粉碎镀锌铁皮或搅拌等措施。(2)步骤Ⅱ中加入过量H2O2的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。(3)由表格可知，步骤Ⅲ中加入氢氧化锌或氧化锌调节溶液的pH范围为3.8≤pH<6.4时，可以使Fe3＋完全沉淀而又不使Zn2＋沉淀。(4)检验步骤Ⅲ所得滤液中是否含有Fe3＋，应选用KSCN溶液，操作方法为取少量滤液，向其中滴加KSCN溶液，若滤液变为红色，则说明滤液中含有Fe3＋，否则不含Fe3＋。(5)结合题图可知在变速降温的情况下得到的颗粒较大，答案选C。
21．(1)2Cu2O＋8H+＋O2===4Cu2+＋4H2O
(2)溶液中Fe2＋被空气氧化为Fe3＋，然后Fe3＋将Cu氧化为Cu2+
(3)Fe3＋能催化H2O2分解
(4)3ZnO＋3H2O＋2Fe3＋===2Fe(OH)3＋3Zn2＋ 蒸发浓缩、冷却结晶
(5)7.5×10－4K1 用5 mol·L－1的食盐水、在90℃时浸泡“料渣”
解析：(1)“酸浸”阶段Cu2O被氧化为Cu2+，离子方程式为2Cu2O＋8H+＋O2===4Cu2+＋4H2O，答案：2Cu2O＋8H+＋O2===4Cu2+＋4H2O；
(2)酸性条件下Fe2＋易被空气中的氧气氧化为Fe3＋，然后Fe3＋将Cu氧化为Cu2+，从而降低了铜的析出率，答案：溶液中Fe2＋被空气氧化为Fe3＋，然后Fe3＋将Cu氧化为Cu2+；
(3)H2O2自身会发生分解且Fe3＋能催化H2O2的分解，导致一部分H2O2无法用于氧化Fe2＋，故实际用量多于理论用量，答案：Fe3＋能催化H2O2分解；
(4)ZnO消耗Fe3＋水解产生的H＋，促进Fe3＋的水解过程，相应的离子方程式为3ZnO＋3H2O＋2Fe3＋===2Fe(OH)3＋3Zn2＋；滤液的溶质是ZnSO4，从ZnSO4溶液中析出晶体的方法是蒸发浓缩，冷却结晶，答案：3ZnO＋3H2O＋2Fe3＋===2Fe(OH)3＋3Zn2＋、蒸发浓缩，冷却结晶；
(5)①根据已知信息，PbSO4溶于NaCl溶液时发生的转化反应中，；②由图可知，当c(NaCl)＝5 mol·L－1，温度为90℃时铅的浸出率最高，故控制的浸取条件为用5 mol·L－1的食盐水、在90℃时浸泡“料渣”；答案：7.5×10－4K1 用5 mol·L－1的食盐水、在90℃时浸泡“料渣”。
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