Question

【題目】硫化鋅 (ZnS)是一種重要的化工原料，難溶于水，可由煉鋅的廢渣鋅灰制取，其工藝流程如下圖所示。

（1）為提高鋅灰的浸取率，可采用的方法是 （填序號）。

①研磨 ②多次浸取 ③升高溫度 ④加壓 ⑤攪拌

（2）步驟Ⅱ所得濾渣中的物質是 （寫化學式）。

（3）步驟Ⅲ中可得Cd單質，為避免引入新的雜質，試劑b應為____________。

（4）步驟Ⅳ還可以回收Na2SO4來制取Na2S。

①檢驗ZnS固體是否洗滌干凈的方法是 ；

②Na2S可由等物質的量的Na2SO4和CH4在高溫、催化劑條件下制取。化學反應方程式為________；

③已知Na2SO4·10H2O及Na2SO4的溶解度隨溫度變化曲線如圖。從濾液中得到Na2SO4·10H2O的操作方法是 。

（5）若步驟Ⅱ加入的ZnCO3為b mol，步驟Ⅲ所得Cd為d mol，最后得到VL、物質的量濃度為c mol/L的Na2SO4溶液。則理論上所用鋅灰中含有鋅元素的質量為____________。

Answer 1

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

（4）①取最后的洗滌液少許于試管，滴加幾滴BaCl2溶液，若出現渾濁則未洗凈，反之則已洗凈；

②Na2SO4＋CH4Na2S＋2H2O＋CO2 ； ③蒸發濃縮，降溫結晶，過濾 ；

（5）65(Vc－b－d)g。

【解析】

試題分析：（1）該過程是在溶液中進行的化學反應，加快化學反應速率的方法有升高溫度，增大接觸面積等，所以為提高鋅灰的浸取率，可采用的方法是①研磨、②多次浸取、③升高溫度、⑤攪拌，答案為①②③⑤。

（2）鋅灰浸取液中有Zn2＋、Cd2+、Fe2＋、Fe3＋，加入H2O2后，H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入過量的ZnCO3，ZnCO3消耗了溶液中的氫離子，ZnCO3+2H＋=Zn2＋+CO2↑+H2O，導致平衡Fe3＋+3H2OFe(OH)3+3H＋，向右移動，生成Fe(OH)3沉淀，所以步驟Ⅱ所得濾渣中的物質是ZnCO3和Fe(OH)3。

（3）根據化學反應Zn+Cd2+=Zn2＋+Cd，步驟Ⅲ中加入試劑b可得Cd單質，為避免引入新的雜質，試劑b應為Zn(或鋅)。

（4）①ZnS固體上粘有的離子有SO42-，只要檢驗SO42-是否存在即可，方法是取最后的洗滌液少許于試管，滴加幾滴BaCl2溶液，若出現渾濁則未洗凈，反之則已洗凈；

②Na2S可由等物質的量的Na2SO4和CH4在高溫、催化劑條件下制取，根據題意，反應的化學方程式為Na2SO4＋CH4Na2S＋2H2O＋CO2；

③根據溶解度—溫度曲線可知，從濾液中得到Na2SO4·10H2O的操作方法是蒸發濃縮，降溫結晶，過濾。

（5）根據化學反應ZnSO4+Na2S=ZnS↓+Na2SO4，Zn+Cd2+=Zn2＋+Cd，ZnCO3+2H＋=Zn2＋+CO2↑+H2O，所以若步驟Ⅱ加入的ZnCO3為b mol，步驟Ⅲ所得Cd為d mol，最后得到VL、物質的量濃度為c mol/L的Na2SO4溶液。則理論上所用鋅灰中含有鋅元素的質量為65(Vc－b－d)g。