Question

（1）传统火法炼锌是将精闪锌矿（主要成分为Z_nS）焙烧脱硫后，焙砂送电炉用一氧化碳还原挥发，挥发物经冷凝获得粗锌，粗锌精馏得到精锌．（锌熔点419.7℃、沸点907℃）
①写出闪锌矿焙烧脱硫的化学方程式

 

．
②这种方法冶炼锌主要缺点是

 

、

 

．
③现代工业生产多采用联合生产的方法，可将闪锌矿中的硫用于生产硫酸现有100t精闪锌矿，其中ZnS的含量为48.5%（假设其它成分不含硫），则理论上可以生产出98.0%的硫酸

 

t．
④精馏是一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法．实验室进行蒸馏实验时需要的玻璃仪器有：酒精灯、蒸馏烧瓶、

 

、

 

、牛角管、锥形瓶．
（2）湿法炼锌是当今最主要的炼锌方法，其产量占世界锌总产量的85%以上，其中“硫化锌精矿氧压硫酸浸出法”的工艺流程图如下：
①在压力釜中，“硫化锌精矿氧压硫酸浸出”的反应需要在精矿粒度小于44μm、温度140℃～150℃、氧压为700kPa等条件下进行，其中精矿粒度要求小于44μm的原因是：

 

．
②140℃～150℃时，溶液中三价铁的存在对浸出反应起加速作用，在使硫化锌氧化时，本身被还原成二价铁，接着又被氧化成三价铁．其中Fe³⁺作用是：

 

．
A．催化剂    B．氧化剂    C．还原剂
③在浸出液中加入黄钾铁矾矿颗粒[不溶于水，主要成分是KFe₃（SO₄）₂（OH）₆]中和过量的硫酸．请写出黄钾铁矾矿与H⁺反应的离子方程式：

 

．

Answer 1

分析：（1）①闪锌矿焙烧脱硫产物是氧化锌和二氧化硫；
②根据二氧化硫是一种有毒物质来回答；
③跟据硫元素守恒来计算即可；
④根据蒸馏实验需要仪器：酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶等；
（2）①根据精矿粒度越小速率越快来回答；
②根据信息：溶液中三价铁的存在对浸出反应起加速作用，在使硫化锌氧化时，本身被还原成二价铁来回答；
③黄钾铁矾矿与H⁺反应生成对应的盐和水．

解答：解：（1）①闪锌矿焙烧脱硫产物是氧化锌和二氧化硫，即：2ZnS+3O₂=2ZnO+2SO₂，故答案为：2ZnS+3O₂=2ZnO+2SO₂；
②二氧化硫是一种有毒物质，传统火法炼锌主要缺点是：污染环境、资源利用率低即能耗低，故答案为：污染环境、能耗低（资源利用率低）；
③100t精闪锌矿中ZnS的含量为48.5%（假设其它成分不含硫），则含硫元素的物质的量是

108g×48.5%

97g/mol

=5×10⁵mol，理论上可以生产出98.0%的硫酸的质量是

5×105mol×98g/mol

98%

=50.0t，故答案为：50.0t；
④根据蒸馏实验需要仪器：酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶等，故答案为：温度计、冷凝管；
（2）①精矿粒度越小速率越快，精矿粒度要求小于44μm可以加快硫化锌的浸出速率、提高浸出率，故答案为：加快硫化锌的浸出速率、提高浸出率；
②根据题意：溶液中三价铁的存在对浸出反应起加速作用，在使硫化锌氧化时，本身被还原成二价铁，即三价铁为氧化剂，所以Fe³⁺作用是催化剂和氧化剂，故答案为：AB；
③黄钾铁矾矿与H⁺反应生成对应的盐和水，化学方程式为：KFe₃（SO₄）₂（OH）₆+6H⁺=K⁺+3Fe³⁺+2SO₄^2-+6H₂O，
故答案为：KFe₃（SO₄）₂（OH）₆+6H⁺=K⁺+3Fe³⁺+2SO₄^2-+6H₂O．

点评：本题是一道综合考查学生金属以及化合物性质的工艺流程题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度大．