Question

【題目】鋅是一種過渡金屬，外觀呈現(xiàn)銀白色，在現(xiàn)代工業(yè)中對(duì)于電池制造上有不可磨滅的地位。現(xiàn)代煉鋅的方法可分為火法和濕法兩大類．硫酸鉛是生產(chǎn)鋅的副產(chǎn)品。

（1）火法煉鋅是將閃鋅礦（主要含ZnS）通過浮選、焙燒使它轉(zhuǎn)化為氧化鋅，再把氧化鋅和焦炭混合，在鼓風(fēng)爐中加熱至1473-1573K，使鋅蒸餾出來。將閃鋅礦焙燒使它轉(zhuǎn)化為氧化鋅的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為。

（2）某含鋅礦的主要成分為ZnS（還含少量FeS等其他成分），以其為原料冶煉鋅的工藝流程如圖所示：

回答下列問題：

①焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣可凈化制酸，該酸可用于后續(xù)的_______操作。

②浸出液“凈化”過程中加入的主要物質(zhì)為鋅粉，其作用是。

③改進(jìn)的鋅冶煉工藝，采用了“氧壓酸浸”的全濕法流程，既省略了易導(dǎo)致空氣污染的焙燒過程，又可獲得一種有工業(yè)價(jià)值的非金屬單質(zhì)。“氧壓酸浸”中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為________

（3）工業(yè)冶煉鋅的過程中，會(huì)產(chǎn)生鉛浮渣（主要成分是PbO、Pb，還含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的雜質(zhì)），某科研小組研究利用鉛浮渣生產(chǎn)硫酸鉛的流程如下：

已知：25℃時(shí)，Ksp（CaSO4）＝4.9×10－5，KSP（PbSO4）＝1.6×10－8。

①已知步驟Ⅰ有NO氣體產(chǎn)生，浸出液中含量最多的陽離子是Pb2＋。寫出Pb參加反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________。

②步驟Ⅰ需控制Pb的用量并使Pb稍有剩余，目的是使Ag留在浸出渣中，產(chǎn)品PbSO4還需用Pb（NO3）2溶液多次洗滌，目的是除去附著在硫酸鉛表面的微溶物硫酸鈣。沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式是___。

③母液中可循環(huán)利用的溶質(zhì)的化學(xué)式是_____________（填一種物質(zhì)）

（4）現(xiàn)向含Pb2＋、Ca2+濃度均為0.10mol/L的混合溶液中滴加0.10mol/LSO42-溶液.當(dāng)Pb2＋沉淀完全時(shí)，溶液中Ca2+濃度為mol/L

Answer 1

【答案】（1）2ZnS+3O22ZnO+2SO2

（2）①浸出②置換出Fe等，以達(dá)到凈化的目的

③2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O

（3）①3Pb+8HNO3＝3Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O

②CaSO4（s）+Pb2+（aq）=PbSO4（s）+Ca2+（aq）③HNO3（4）0.03

【解析】

試題分析：（1）由題中信息可知，閃鋅礦（主要成分是ZnS）通過浮選焙燒使它轉(zhuǎn)化為氧化鋅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ZnS+3O22ZnO+2SO2；

（2）①ZnS在氧氣燃燒發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成產(chǎn)物出來氧化鋅外還有硫的氧化物，可轉(zhuǎn)換為硫酸，用于后續(xù)的浸出操作；

②該含鋅礦中還含有FeS等雜質(zhì)，浸出操作后轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，可加入鋅粉除去亞鐵離子，離子方程式：Zn+Fe2+=Zn2++Fe；

③“氧壓酸浸”法顧名思義，可知反應(yīng)物中含有H+和O2，可以獲得非金屬單質(zhì)S，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ZnS+4H++O2＝2Zn2++2S↓+2H2O；

（3）①根據(jù)題給信息硝酸把鉛氧化成Pb2+，硝酸被還原成NO，故反應(yīng)方程式為3Pb+8HNO3＝3Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O；

②硫酸鈣微溶，易沉淀在PbSO4表面，所以需用Pb（NO3）2溶液多次洗滌，除去CaSO4，反應(yīng)的離子方程式為CaSO4（s）+Pb2+（aq）=PbSO4（s）+Ca2+（aq）；

③Pb（NO3）2溶液加硫酸后生成硫酸鉛沉淀和硝酸，所以母液可循環(huán)利用于步驟I，即可循環(huán)利用的物質(zhì)是HNO3；

（4）根據(jù)硫酸鈣和硫酸鉛的溶度積常數(shù)可知溶液中，所以當(dāng)Pb2＋沉淀完全時(shí)，溶液中Ca2+濃度為。