Question

（12分）工业上用闪锌矿（主要成分为ZnS，还含有CdS、Fe₂O₃等杂质）为原料生产ZnSO₄·7H₂O的工艺流程如下：（已知Cd的金属活动性介于Zn和Fe之间）

（1）从滤渣A中可获得一种淡黄色非金属单质的副产品，其化学式为                        。

（2）浸取时Fe₂(SO₄)₃与ZnS发生反应的化学方程式为                              。

（3）除铁过程控制溶液的pH在5.4左右，该反应的离子方程式为                              。

该过程在空气入口处设计了一个类似淋浴喷头的装置，其目的是                           。

（4）置换法除去重金属离子Cd²⁺，所用物质C为     。

（5）取28.70 g ZnSO₄·7H₂O加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示。

680℃时所得固体的化学式为          。

a．ZnO       b．Zn₃O(SO₄)₂        c．ZnSO₄     d．ZnSO₄·H₂O

Answer

（每空2分，共12分）

（1）S

（2）Fe2(SO4)3 + ZnS ==== ZnSO4 + 2FeSO4 + S

（3）4Fe2+ + O2 + 6H2O ==== 4FeOOH + 8H+ 增大空气与溶液的接触面积，加快反应速率

（4）Zn （5）b

【解析】

试题分析：（1）根据物质的元素组成，滤渣中淡黄色的固体只能是S单质；

（2）浸取时Fe2(SO4)3与ZnS分数氧化还原反应生成硫酸亚铁、硫酸锌和单质硫，化学方程式为Fe2(SO4)3 + ZnS ==== ZnSO4 + 2FeSO4 + S；

（3）根据流程图可知，通入空气可除去铁，使Fe元素转化为FeOOH，所以控制溶液的pH在5.4左右，该反应的离子方程式为4Fe2+ + O2 + 6H2O ==== 4FeOOH + 8H+ ；该过程在空气入口处设计了一个类似淋浴喷头的装置，目的是增大与氧气的接触面积，加快反应速率；

（4）置换法除去重金属离子Cd2+，同时不能引入新的杂质，Zn比Cd活泼，所以选择Zn置换Cd2+，则物质C是Zn；

（5）680℃时所得固体的质量是13.43g，28.7gZnSO4·7H2O的物质的量是0.1mol，根据m=n×M及Zn元素守恒，可计算选项中各物质的质量，只有b选项的质量是13.43g，所以答案选b。

考点：考查对工艺流程的分析，化学方程式的书写，图像的计算