Question

【题目】硫化锌 (ZnS)是一种重要的化工原料，难溶于水，可由炼锌的废渣锌灰制取，其工艺流程如下图所示。

（1）为提高锌灰的浸取率，可采用的方法是 （填序号）。

①研磨 ②多次浸取 ③升高温度 ④加压 ⑤搅拌

（2）步骤Ⅱ所得滤渣中的物质是 （写化学式）。

（3）步骤Ⅲ中可得Cd单质，为避免引入新的杂质，试剂b应为____________。

（4）步骤Ⅳ还可以回收Na2SO4来制取Na2S。

①检验ZnS固体是否洗涤干净的方法是 ；

②Na2S可由等物质的量的Na2SO4和CH4在高温、催化剂条件下制取。化学反应方程式为________；

③已知Na2SO4·10H2O及Na2SO4的溶解度随温度变化曲线如图。从滤液中得到Na2SO4·10H2O的操作方法是 。

（5）若步骤Ⅱ加入的ZnCO3为b mol，步骤Ⅲ所得Cd为d mol，最后得到VL、物质的量浓度为c mol/L的Na2SO4溶液。则理论上所用锌灰中含有锌元素的质量为____________。

Answer 1

【答案】27.（15分）（1）①②③⑤； （2） Fe(OH)3、ZnCO3 ； （3）Zn(或锌) ；

（4）①取最后的洗涤液少许于试管，滴加几滴BaCl2溶液，若出现浑浊则未洗净，反之则已洗净；

②Na2SO4＋CH4Na2S＋2H2O＋CO2 ； ③蒸发浓缩，降温结晶，过滤 ；

（5）65(Vc－b－d)g。

【解析】

试题分析：（1）该过程是在溶液中进行的化学反应，加快化学反应速率的方法有升高温度，增大接触面积等，所以为提高锌灰的浸取率，可采用的方法是①研磨、②多次浸取、③升高温度、⑤搅拌，答案为①②③⑤。

（2）锌灰浸取液中有Zn2＋、Cd2+、Fe2＋、Fe3＋，加入H2O2后，H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入过量的ZnCO3，ZnCO3消耗了溶液中的氢离子，ZnCO3+2H＋=Zn2＋+CO2↑+H2O，导致平衡Fe3＋+3H2OFe(OH)3+3H＋，向右移动，生成Fe(OH)3沉淀，所以步骤Ⅱ所得滤渣中的物质是ZnCO3和Fe(OH)3。

（3）根据化学反应Zn+Cd2+=Zn2＋+Cd，步骤Ⅲ中加入试剂b可得Cd单质，为避免引入新的杂质，试剂b应为Zn(或锌)。

（4）①ZnS固体上粘有的离子有SO42-，只要检验SO42-是否存在即可，方法是取最后的洗涤液少许于试管，滴加几滴BaCl2溶液，若出现浑浊则未洗净，反之则已洗净；

②Na2S可由等物质的量的Na2SO4和CH4在高温、催化剂条件下制取，根据题意，反应的化学方程式为Na2SO4＋CH4Na2S＋2H2O＋CO2；

③根据溶解度—温度曲线可知，从滤液中得到Na2SO4·10H2O的操作方法是蒸发浓缩，降温结晶，过滤。

（5）根据化学反应ZnSO4+Na2S=ZnS↓+Na2SO4，Zn+Cd2+=Zn2＋+Cd，ZnCO3+2H＋=Zn2＋+CO2↑+H2O，所以若步骤Ⅱ加入的ZnCO3为b mol，步骤Ⅲ所得Cd为d mol，最后得到VL、物质的量浓度为c mol/L的Na2SO4溶液。则理论上所用锌灰中含有锌元素的质量为65(Vc－b－d)g。