【題目】閃鋅礦(主要成分ZnS,含Cd、Fe、Cu等元素雜質(zhì))是冶煉鋅單質(zhì)的原料,有兩種常見的冶煉方式:火法煉鋅和濕法煉鋅。兩種方法均先將閃鋅礦加熱焙燒,得到以ZnO為主要成分的焙砂,再分別經(jīng)過兩條路線得到單質(zhì)鋅,同時得到副產(chǎn)品。
已知:
(I)相關金屬單質(zhì)的熔沸點
金屬單質(zhì) | Zn | Fe | Cu | Cd |
熔點(K) | 693 | 1812 | 1356 | 594 |
沸點(K) | 1180 | 3023 | 2840 | 1040 |
(II)幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH
開始沉淀pH | 完全沉淀 pH | |
Fe3+ | l.l | 3.2 |
Zn2+ | 5.9 | 8.9 |
Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
Cd2+ | 6.9 | 9.6 |
請回答下列問題:
(1)寫出步驟①發(fā)生的主要反應的化學方程式___________________。
(2)步驟②若焦炭與ZnO(s)反應生成1mol CO時吸收akJ的熱量,請寫出該反應的熱化學方程示________________。
(3)步驟④中操作I的分離方法為_______,得到副產(chǎn)品粗 鎘需控制溫度為_____左右。
(4)步驟⑦需調(diào)節(jié)溶液pH為_______,目的是__________。
(5)步驟⑨以Pt為陽極、Al為陰極進行電解的化學方程式為__________。
(6)分別取閃鋅礦200kg,通過火法煉鋅得到Zn的質(zhì)量為65kg,通過濕法煉鋅得到Zn的質(zhì)量為78kg,閃鋅礦中ZnS的質(zhì)量分數(shù)約為________。
【答案】2ZnS + 3O2 2ZnO + 2SO2 ZnO(s) + C(s) Zn(g) + CO (g) △H = + a kJ/mol 蒸餾 1040 K 3.2 < pH < 5.9 除去溶液中的Fe3+ 2ZnSO4 + 2H2O 2Zn + O2↑+ 2H2SO4 48.5%
【解析】
(1)本題考查化學反應方程式的書寫,根據(jù)閃鋅礦的主要成分,因此反應①的主要反應是2ZnS+3O22ZnO+2SO2,金屬單質(zhì)轉(zhuǎn)化成相應的氧化物;(2)本題考查熱化學反應方程式的書寫,反應的方程式為ZnO+CCO+Zn,生成1molCO時,吸收熱量akJ,因此熱化學反應方程式為:ZnO(s) + C(s) Zn(g) + CO (g) △H = + a kJ/mol;(3)本題考查物質(zhì)的分離和提純,反應②,焦炭作還原劑,把金屬從其氧化物中還原出來,根據(jù)金屬的熔沸點,②反應的溫度是1373~1573K,此時Zn和Cd是蒸氣,粗鋅的成分是Zn和Cd,利用其沸點不同,對粗鋅加熱,溫度控制在1040K左右,讓Cd轉(zhuǎn)化成蒸氣,達到分離的目的,因此此方法是蒸餾;(4)本題考查物質(zhì)的除雜,根據(jù)表格II的數(shù)據(jù),以及流程圖,鋅元素以離子形式存在,因此pH控制在3.2到5.9之間,目的是除去Fe3+;(5)根據(jù)流程圖,電解得到99.99%的鋅單質(zhì),采用的方法是電解,因此反應方程式為2ZnSO4 + 2H2O 2Zn + O2↑+ 2H2SO4;(6)濕法煉鋅中操作⑧加入鋅單質(zhì),因此濕法煉鋅得到鋅不完全來自于閃鋅礦,因此計算質(zhì)量分數(shù)用火法煉鋅中得到鋅進行計算,根據(jù)鋅元素守恒,因此ZnS的質(zhì)量分數(shù)為65×97/(65×200)×100%=48.5%。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知:①CH3OH(g)+ O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
②CO(g)+ O2(g)===CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH3=-c kJ·mol-1
④H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH4=-d kJ·mol-1
下列敘述正確的是( )
A. 由上述熱化學方程式可知ΔH3>ΔH4
B. H2的燃燒熱為c kJ·mol-1
C. CH3OH(g)===CO(g)+2H2(g) ΔH=( a- b-2c)kJ·mol-1
D. 當CO和H2的物質(zhì)的量之比為1∶2時,其完全燃燒生成CO2和H2O(l)時,放出Q kJ熱量,則混合氣中CO的物質(zhì)的量為 mol
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列表示物質(zhì)結構的化學用語或模型正確的是
A. 苯分子的比例模型:
B. CO2的電子式:
C. Cl-離子的結構示意圖:
D. 乙烯的結構式:CH2=CH2
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列描述中正確的是( )
A. CS2分子構型為V形 B. ClO3—的空間構型為平面三角形
C. SF6中有4對完全相同的成鍵電子對 D. SiF4和SO32-的中心原子均為sp3雜化
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【題目】短周期元素W、X、Y、Z 的原子序數(shù)依次增大,W與Y、X與Z 位于同一主族。W 與X 可形成共價化合物WX2.Y原子的內(nèi)層電子總數(shù)是其最外層電子數(shù)的2.5 倍。下列敘述中不正確的是
A. WX2分子中所有原子最外層都為8 電子結構
B. 簡單氣態(tài)氫化物的沸點W的比X的低
C. WX2是以極性鍵結合成的非極性分子
D. 原子半徑大小順序為X <W<Y<Z
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列說法中正確的是
A. 1 mol O2的質(zhì)量是32 g/mol
B. 對原子而言,摩爾質(zhì)量就是相對原子質(zhì)量
C. H2的摩爾質(zhì)量是2 g
D. H+的摩爾質(zhì)量1 g/mol
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【題目】某溫度下,將2molSO2和1molO2置于10L密閉容器中發(fā)生反應:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);ΔH<0,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(p)的關系如圖甲所示。則下列說法正確的是( )
A. 由圖甲推斷,B點SO2的平衡濃度為0.3 mol·L-1
B. 由圖甲推斷,A點對應溫度下該反應的平衡常數(shù)為800(L·mol-1)
C. 達平衡后,若增大容器容積,則反應速率變化圖像可以用圖乙表示
D. 壓強為0.50 MPa時不同溫度下SO2轉(zhuǎn)化率與溫度關系如丙圖,則T2>T1
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】關于下列裝置說法正確的是( )
A. 裝置①中,鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液
B. 滴有酚酞溶液的裝置②在電解過程中,b極先變紅
C. 可以用裝置③在鐵上鍍銅,d極為銅
D. 裝置④中發(fā)生鐵的吸氧腐蝕
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