Question

工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe₂O₄，还含有少量FeO、CuO等氧化物杂质）制取金属锌的流程如图所示。

（1）提高酸浸效率的措施为____________(任答一条即可)；酸浸时H⁺与难溶固体ZnFe₂O₄反应的离子方程式为____________________________。

（2）净化I中H₂O₂参与反应的离子方程式为_____________________；X可选择的试剂为___________(写化学式)，净化II中Y为__________(写化学式)；

（3）电解法制备锌的装置如图甲所示：

则电解槽中盛有的电解质溶液为__________(填字母)；

a．ZnCl₂溶液    b．Zn(NO₃)₂溶液    c．ZnSO₄溶液

（4）使用含有[Zn(OH)₄]^2-的强碱性电镀液进行镀锌防腐蚀，可得到细致的光滑镀层，电镀时阴极电极反应式_______________。以锌为负极，采用牺牲阳极法防止铁闸的腐蚀，图乙中锌块的固定位置最好应在_________处(填字母)。

Answer

（1）增大反应物浓度(升温、增大反应物接触面等答对一条即可)；

8H＋＋ZnFe2O4= 2Fe3＋＋Zn2＋＋H2O；（2） 2H＋＋H2O 2＋2Fe2＋= 2Fe3＋＋2H2O； ZnO； Cu；

（3）C；（4） [Zn(OH)4]2－＋2e－=Zn＋4OH－； C

【解析】

试题分析：（1）提高酸浸效率就是加快反应速率，措施有增大硫酸的浓度、升高温度、减小锌焙砂颗粒大小等。H+与难溶固体ZnFe2O4反应的离子方程式为：ZnFe2O4+8H+=Zn2+ +2Fe3+ +4H2O。

（2）由于有FeO、CuO等氧化物杂质，所以酸浸后溶液中有Fe2+、Cu2+，根据流程铁以Fe(OH)3的形式沉淀，故Fe2+要被氧化，H2O2做氧化剂，反应的离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O，溶液显酸性Fe3+不能转变为Fe(OH)3，故加入X来调节溶液的酸碱性，为了不引入新的杂质最好加入ZnO或Zn（OH）2，净化Ⅰ后溶液中还有Cu2+杂质，加入Zn可以置换出Cu，故Y是Cu。

（3）根据产生的H2、O2知道是溶液中的H+、OH-先放电，根据离子的放电顺序知道电解质溶液应该为ZnSO4溶液，答案选C；

（4）用[Zn(OH)4]2-的强碱性电镀液进行镀锌，Zn元素由+2价变为0价，发生还原反应，故在阴极上反应，电极反应为：[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，用Zn来保护铁，根据图示，安装在铁腐蚀最严重的地方效果最好，所以安在C区。

【考点定位】考查化工流程题、离子方程式的书写、电解池的工作原理、电极反应的书写和金属的防护。

【名师点晴】电化学腐蚀规律

1、对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。

2．活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越快。

3．对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，腐蚀越快。

4．电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。

5．对于不同氧化剂来说，氧化性越强，金属腐蚀越快。反之，防腐措施由好到差的顺序为：外接电源的阴极保护法防腐＞牺牲阳极的阴极保护法防腐＞有一般防护条件的防腐＞无防护条件的防腐。