Question

湿法炼锌为现代炼锌的主要方法，下列是以硫化锌精矿为原料制备单质锌的工业流程。

（1）烟气不能直接排放，可用于制取一种常见的强酸，该强酸为__________ 。

（2）浸出液以硫酸锌为主，还含有Fe ³⁺、Fe ²⁺、A1 ³⁺、Cu ²⁺、Cd ²⁺、C1^一等杂质，会影响锌的电解，必须除去。净化过程如下：

① 在酸性条件下，用H₂O₂将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，离子方程式为_________________。

② 将浸出液的pH调节为5.5左右，使Fe³⁺、A1³⁺形成沉淀而除去，可选用的最佳试剂为__________(填字母)

A．NaOH    B．NH₃·H₂ O   C．ZnOH   D．H₂ SO₄

③ 用Zn除去Cu²⁺和Cd²⁺

④ 用Ag₂SO₄除去Cl^一，发生的离子方程式为，__________________。

（3）用两支惰性电极插入500 mL硫酸锌溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，锌在_________极析出，其质量为_________ mg。

Answer

（1）硫酸(或H2SO4)（2）①2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O②C④Ag2SO4+2Cl一2AgCl+SO42-

（3）阴16.25

【解析】

试题分析：（1）烟气中含有二氧化硫，可以制备硫酸；（2）①在酸性条件下，用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，由电荷守恒，有氢离子参加反应，过氧化氢还原为水，反应离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；②选择的试剂能消耗氢离子，且不能引入新杂质，加入硫酸不能消耗溶液中氢离子，NaOH、NH3•H2O、ZnO均能消耗溶液中氢离子，但NaOH、NH3•H2O会引入杂质离子，故选：C；④溶解平衡分别为①Ag2SO4(s)2Ag++SO42-，②AgCl(s)Ag++Cl-，①-②×2可得：Ag2SO4+2Cl-2AgCl+SO42-；（3）Zn2+发生还原反应得到Zn，在阴极析出，当电解液的pH从6.0变为3.0时，溶液里的H+变为0.001mol/L。根据２Zn2++2H2OZn+O2↑＋4H＋，可知溶解Zn的物质的量为0.001mol/L×0.5L÷2=0.00025mol，质量为0.00025mol×65g/mol=16.25mg。

【考点定位】考查电解原理、氧化还原反应的应用及混合物的分离与提纯。

【名师点晴】本题涉及的知识点均为基础考查，只要准确分析流程，并结合分离提纯过程中不引入新的杂质，电解过程中阴、阳极周围微粒的氧化性或还原性强弱判断电解产物，并结合电子守恒进行计算即可。流程分析为：硫化锌精矿焙烧得到ZnO及烟气，烟气中含有二氧化硫，ZnO焙砂用硫酸酸浸，浸出液中含有ZnSO4等，净化后得到硫酸锌溶液，再电解得到Zn；据此分析解题。