Question

【题目】锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌．某硫化锌精矿的主要成分为ZnS（还含少量FeS等其他成分），以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
（1）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为 ．
（2）焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的操作．
（3）浸出液“净化”过程中加入的主要物质为 ， 其作用是 ．
（4）电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb﹣Ag合金惰性电极，阳极逸出的气是 ．
（5）改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质．“氧压酸浸”中发生主要反应的离子方程式为 ．
（6）硫化锌精矿（ZnS）遇到硫酸铜溶液可慢慢地转变为铜蓝（CuS）．请用简短的语言解释该反应发生的原理 ．
（7）我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌，明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，…，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，…，冷淀，毁罐取出，…，即倭铅也．”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为 ． （注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌）

Answer 1

【答案】
（1）ZnO
（2）浸出
（3）锌粉；置换出Fe等
（4）O2
（5）2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O
（6）在一定条件下，溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物（或在相同条件下，由于KSP（CuS）小于KSP（ZnS），故反应可以发生）
（7）ZnCO3+2C Zn+3CO↑
【解析】解：硫化锌精矿的焙烧可生成ZnO、氧化铁等，含尘烟气含有含硫氧化物，可用于制备硫酸，浸出液加入硫酸可生成硫酸锌、硫酸铁，加入过量锌充分反应，可置换出铁，滤液中主要含有硫酸锌，经电解可得到锌和硫酸，电解液中含有硫酸，可循环利用；（1）含锌矿的主要成分是ZnS，与空气中氧气发生氧化还原反应，则焙砂的主要成分为ZnO， 所以答案是：ZnO；（2）焙烧生成的含硫氧化物可转换为硫酸，用于后续的浸出操作，
所以答案是：浸出；(3）该含锌矿中还含有FeS等杂质，浸出操作后转化为亚铁离子，可加入锌粉出去亚铁离子，从而除去Fe，反应的离子方程式为Zn+Fe2+=Zn2++Fe，
所以答案是：置换出Fe等；Zn+Fe2+=Zn2++Fe；（4）电解沉积过程中，是电解ZnSO4 ， 阴极锌离子放电生成锌，阳极发生氧化反应，产物为O2 ， 所以答案是：O2；（5）“氧压酸浸”法顾名思义，可知反应物中含有H+和O2 ， 可以获得非金属单质S，写出化学方程式为：2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O；
所以答案是：2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O；（6）根据沉淀的转化原理可知，在一定条件下，溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物，所以硫化锌精矿（ZnS）遇到硫酸铜溶液可慢慢地转变为铜蓝（CuS），
所以答案是：在一定条件下，溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物（或在相同条件下，由于KSP（CuS）小于KSP（ZnS），故反应可以发生）；（7）根据题目描述可知反应物为ZnCO3和C，产物含有Zn，则化学方程式为ZnCO3+2C Zn+3CO↑，所以答案是：ZnCO3+2C Zn+3CO↑．