Question

（12分）工業(yè)上用閃鋅礦（主要成分為ZnS，還含有CdS、Fe2O3等雜質(zhì)）為原料生產(chǎn)ZnSO4·7H2O的工藝流程如下：（已知Cd的金屬活動性介于Zn和Fe之間）

（1）從濾渣A中可獲得一種淡黃色非金屬單質(zhì)的副產(chǎn)品，其化學(xué)式為 。

（2）浸取時Fe2(SO4)3與ZnS發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（3）除鐵過程控制溶液的pH在5.4左右，該反應(yīng)的離子方程式為 。

該過程在空氣入口處設(shè)計(jì)了一個類似淋浴噴頭的裝

置，其目的是 。

（4）置換法除去重金屬離子Cd2+，所用物質(zhì)C為 。

（5）取28.70 g ZnSO4·7H2O加熱至不同溫度，剩余固體的質(zhì)量變化如圖所示。

680℃時所得固體的化學(xué)式為 。

a．ZnO b．Zn3O(SO4)2 c．ZnSO4 d．ZnSO4·H2O

Answer 1

（1）S

（2）Fe2(SO4)3 + ZnS ==== ZnSO4 + 2FeSO4 + S

（3）4Fe2+ + O2 + 6H2O ==== 4FeOOH + 8H+ 增大空氣與溶液的接觸面積，加快反應(yīng)速率

（4）Zn （5）b

【解析】

試題分析：（1）閃鋅礦組成元素中只有硫、氧兩種非金屬元素，氧氣是無色非金屬單質(zhì)，硫黃是黃色非金屬單質(zhì)，則濾渣A的主要成分是S；（2）浸取時，金屬硫化物中硫元素由—2升為0價，則金屬硫化物是還原劑，由此推導(dǎo)出硫酸鐵中鐵元素由+3降為+2價，即硫酸鐵是氧化劑；硫化鋅與硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫黃，根據(jù)最小公倍數(shù)法配平，則Fe2(SO4)3+ZnS=ZnSO4+2FeSO4+S↓；（3）濃縮結(jié)晶的母液含有飽和硫酸亞鐵溶液，亞鐵離子被氧化為FeOOH時，鐵元素化合價由+2升為+3，則空氣中氧氣是氧化劑，氧元素由0降為—2價，根據(jù)電子、電荷、原子守恒原理配平，則該反應(yīng)為4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+；在空氣入口處設(shè)計(jì)了一個類似淋浴噴頭的裝置，目的是增大空氣與溶液的接觸面積，加快反應(yīng)速率；（4）根據(jù)置換反應(yīng)原理，應(yīng)選擇比Cd活潑的金屬，根據(jù)除雜原則，除去Cd2+的同時只能引入Zn2+，不能引入別的金屬陽離子，因此物質(zhì)C為鋅（Zn）；（5）如圖所示通過計(jì)算可知680℃時所得固體的化學(xué)式為：Zn3O(SO4)2

考點(diǎn)：考查了物質(zhì)制備方案的流程分析和反應(yīng)判斷，實(shí)驗(yàn)流程信息應(yīng)用