Question

闪锌精矿(含有ZnS、SiO₂和少量FeS杂质)，钛白废液(含H₂SO₄约20%，还有少量Fe²⁺、TiO²⁺)。利用钛白废液及闪锌精矿联合生产七水合硫酸锌流程简化如下：

回答下列问题：

(1)在焙烧过程中，产生了具有漂白性的气体和金属氧化物，其中气体是_________，滤渣X的主要成分是_________________。

(2)氧化时，如果鼓入空气不足，其弊端是__________，生成H₂TiO₃的相关离子反应方程式为____________，从生产实际考虑，调pH时，选择加入石灰乳而不是烧碱的原因是_________。

(3)常温下，滤液Y中锌离子浓度约为6mol/L，若K_sp[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38，K_sp[Zn(OH)₂]=6.0×10^-18。据此分析，加入石灰乳调节的pH应不超过________，此时溶液中还有的杂质阳离子为H⁺和__________。

(4)工业上，常用电解硫酸四氨合锌(II)溶液（含[Zn(NH₃)₄]²⁺）制备单质锌，其阴极的电极反应式为__________。

Answer

SO2（或二氧化硫） SiO2（或二氧化硅） Fe2＋氧化不完全，在调节pH时不能除尽Fe2＋ 2H2O＋TiO2＋=H2TiO3↓＋2H＋或TiO2＋＋Ca(OH)2=H2TiO3＋Ca2＋ Ca(OH)2来源广，价格便宜 5 Ca2＋ =4.0×10-38，可求出c(OH－)=1.6×10－11mol·L－1；当Zn2＋恰好沉淀时，c(Zn2＋)2c(OH－)= Ksp[Zn(OH)2]=6.0×10-18，c(Zn2＋)=6mol/L，可求出c(OH－)=10－9mol·L－1，则c(OH－)不应超过10－9mol·L－1，可计算最大的pH值，，因此pH应不超过5；

加入石灰乳Ca(OH)2调节pH时，生成的CaSO4是微溶物，因此滤液中还会有Ca2＋；

(4)根据信息，由[Zn(NH3)4]2＋制备Zn，在阴极，得电子发生还原反应，则电极反应为[Zn(NH3)4]2＋＋2e－=Zn＋4NH3。