Question

（1）傳統火法煉鋅是將精閃鋅礦（主要成分為Z_nS）焙燒脫硫后，焙砂送電爐用一氧化碳還原揮發，揮發物經冷凝獲得粗鋅，粗鋅精餾得到精鋅．（鋅熔點419.7℃、沸點907℃）
①寫出閃鋅礦焙燒脫硫的化學方程式

 

．
②這種方法冶煉鋅主要缺點是

 

、

 

．
③現代工業生產多采用聯合生產的方法，可將閃鋅礦中的硫用于生產硫酸現有100t精閃鋅礦，其中ZnS的含量為48.5%（假設其它成分不含硫），則理論上可以生產出98.0%的硫酸

 

t．
④精餾是一種利用回流使液體混合物得到高純度分離的蒸餾方法．實驗室進行蒸餾實驗時需要的玻璃儀器有：酒精燈、蒸餾燒瓶、

 

、

 

、牛角管、錐形瓶．
（2）濕法煉鋅是當今最主要的煉鋅方法，其產量占世界鋅總產量的85%以上，其中“硫化鋅精礦氧壓硫酸浸出法”的工藝流程圖如下：
①在壓力釜中，“硫化鋅精礦氧壓硫酸浸出”的反應需要在精礦粒度小于44μm、溫度140℃～150℃、氧壓為700kPa等條件下進行，其中精礦粒度要求小于44μm的原因是：

 

．
②140℃～150℃時，溶液中三價鐵的存在對浸出反應起加速作用，在使硫化鋅氧化時，本身被還原成二價鐵，接著又被氧化成三價鐵．其中Fe³⁺作用是：

 

．
A．催化劑    B．氧化劑    C．還原劑
③在浸出液中加入黃鉀鐵礬礦顆粒[不溶于水，主要成分是KFe₃（SO₄）₂（OH）₆]中和過量的硫酸．請寫出黃鉀鐵礬礦與H⁺反應的離子方程式：

 

．

Answer 1

分析：（1）①閃鋅礦焙燒脫硫產物是氧化鋅和二氧化硫；
②根據二氧化硫是一種有毒物質來回答；
③跟據硫元素守恒來計算即可；
④根據蒸餾實驗需要儀器：酒精燈、蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管、牛角管、錐形瓶等；
（2）①根據精礦粒度越小速率越快來回答；
②根據信息：溶液中三價鐵的存在對浸出反應起加速作用，在使硫化鋅氧化時，本身被還原成二價鐵來回答；
③黃鉀鐵礬礦與H⁺反應生成對應的鹽和水．

解答：解：（1）①閃鋅礦焙燒脫硫產物是氧化鋅和二氧化硫，即：2ZnS+3O₂=2ZnO+2SO₂，故答案為：2ZnS+3O₂=2ZnO+2SO₂；
②二氧化硫是一種有毒物質，傳統火法煉鋅主要缺點是：污染環境、資源利用率低即能耗低，故答案為：污染環境、能耗低（資源利用率低）；
③100t精閃鋅礦中ZnS的含量為48.5%（假設其它成分不含硫），則含硫元素的物質的量是

108g×48.5%

97g/mol

=5×10⁵mol，理論上可以生產出98.0%的硫酸的質量是

5×105mol×98g/mol

98%

=50.0t，故答案為：50.0t；
④根據蒸餾實驗需要儀器：酒精燈、蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管、牛角管、錐形瓶等，故答案為：溫度計、冷凝管；
（2）①精礦粒度越小速率越快，精礦粒度要求小于44μm可以加快硫化鋅的浸出速率、提高浸出率，故答案為：加快硫化鋅的浸出速率、提高浸出率；
②根據題意：溶液中三價鐵的存在對浸出反應起加速作用，在使硫化鋅氧化時，本身被還原成二價鐵，即三價鐵為氧化劑，所以Fe³⁺作用是催化劑和氧化劑，故答案為：AB；
③黃鉀鐵礬礦與H⁺反應生成對應的鹽和水，化學方程式為：KFe₃（SO₄）₂（OH）₆+6H⁺=K⁺+3Fe³⁺+2SO₄^2-+6H₂O，
故答案為：KFe₃（SO₄）₂（OH）₆+6H⁺=K⁺+3Fe³⁺+2SO₄^2-+6H₂O．

點評：本題是一道綜合考查學生金屬以及化合物性質的工藝流程題目，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度大．