Question

现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类，镉是生产硫酸锌的副产品，属于高毒性金属，试回答下列相关问题．

⑴火法炼锌是将闪锌矿（主要含ZnS）通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌，再把氧化锌和焦炭混合，在鼓风炉中加热至1373-1573K，使锌蒸馏出来。主要反应为：

2ZnS +3O₂2ZnO+2SO₂； 鼓风炉中：2C +O₂2CO  ZnO+COZn + CO₂

从火法炼锌蒸馏后的残渣中含多种金属单质及In₂O₃，可用硫酸提取铟，某研究机构对此研究数据如下。实验中涉及的酸度（每升溶液中含硫酸的质量）与铟的浸出率如下图1；硫酸溶液的体积与固体的体积比如图2

①当酸度为196时，其物质的量浓度为           。

②从节约原料和浸出率考虑，适宜的酸度和液固比分别为：_______、_______。

⑵湿法炼锌的主要工艺流程为：

①从保护环境和充分利用原料角度，如何处理或利用烟气                  。

②除去酸浸出液中的铁，可用H₂O₂氧化，再调节pH使之形成Fe(OH)₃沉淀，写出H₂O₂氧化Fe²⁺的离子方程式                                            。

③酸浸出液还含有Cd²⁺，为了防止镉污染并回收镉，根据它们性质的差异，可用氢氧化钠溶液分离，已知Zn(OH)₂和氢氧化铝一样也具有两性，试写出分离的离子方程式____________________、_______________。

Answer 1

（15分）⑴①2 mol·L^－1（3分）② 180（2分）  6∶1（2分）

⑵①将烟道气净化，用于生产硫酸等（2分）②2Fe²⁺ +H₂O₂ +2H⁺ = 2Fe³⁺ +2H₂O（2分）

    ③Cd²⁺ + 2OH^－=Cd(OH)₂↓（2分），Zn²⁺+4OH^－=ZnO₂^2－+2H₂O[或Zn²⁺+4OH^－= Zn(OH)₄^2－]（2分）

解析:

⑴①根据酸度的定义可知“酸度为196”表示每升硫酸中含196gH₂SO₄，故其物质的量浓度为2 mol·L^－1。⑵①根据闪锌矿焙烧的化学方程式可知烟气中含有大量的SO₂气体，如果直接排出会污染环境，因此宜将烟道气净化后用于生产硫酸。