Question

【題目】鋅是一種過渡金屬，外觀呈現(xiàn)銀白色，在現(xiàn)代工業(yè)中對于電池制造上有不可磨滅的地位．現(xiàn)代煉鋅的方法可分為火法和濕法兩大類．硫酸鉛是生產(chǎn)鋅的副產(chǎn)品．
（1）火法煉鋅是將閃鋅礦（主要含ZnS）通過浮選、焙燒使它轉(zhuǎn)化為氧化鋅，再把氧化鋅和焦炭混合，在鼓風(fēng)爐中加熱至1473﹣1573K，使鋅蒸餾出來．將閃鋅礦焙燒使它轉(zhuǎn)化為氧化鋅的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為 ．
（2）某含鋅礦的主要成分為ZnS（還含少量FeS等其他成分），以其為原料冶煉鋅的工藝流程如圖所示：

回答下列問題：
①焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣可凈化制酸，該酸可用于后續(xù)的操作．
②浸出液“凈化”過程中加入的主要物質(zhì)為鋅粉，其作用是 ．
③改進的鋅冶煉工藝，采用了“氧壓酸浸”的全濕法流程，既省略了易導(dǎo)致空氣污染的焙燒過程，又可獲得一種有工業(yè)價值的非金屬單質(zhì)．“氧壓酸浸”中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為
（3）工業(yè)冶煉鋅的過程中，會產(chǎn)生鉛浮渣（主要成分是PbO、Pb，還含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的雜質(zhì)），某科研小組研究利用鉛浮渣生產(chǎn)硫酸鉛的流程如下：

已知：25℃時，Ksp（CaSO4）=4.9×10﹣5 ， KSP（PbSO4）=1.6×10﹣8 ．
①已知步驟Ⅰ有NO氣體產(chǎn)生，浸出液中含量最多的陽離子是Pb2+ ． 寫出Pb參加反應(yīng)的化學(xué)方程式
②步驟Ⅰ需控制Pb的用量并使Pb稍有剩余，目的是 ， 產(chǎn)品PbSO4還需用Pb（NO3）2溶液多次洗滌，目的是 ．
③母液中可循環(huán)利用的溶質(zhì)的化學(xué)式是（填一種物質(zhì)）；母液經(jīng)過處理可得電鍍Zn時電解質(zhì)溶液，在鐵棒上鍍鋅時，陽極材料為 ．
（4）銀鋅電池是一種常見電池，電池的總反應(yīng)式為：Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn（OH）2 ， 電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池工作時正極的電極式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）2ZnS+3O2 2ZnO+2SO2
（2）浸出；置換出Fe等，以達到凈化的目的；2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O
（3）3Pb+8HNO3=3Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O；防止Ag被溶解進入溶液（或使Ag留在浸出渣中）；除去附著在硫酸鉛表面的微溶物硫酸鈣；HNO3；Zn或鋅
（4）Ag2O+H2O+2e﹣═2Ag+2OH﹣
【解析】解：（1）由題中信息可知，閃鋅礦（主要成分是ZnS）通過浮選焙燒使它轉(zhuǎn)化為氧化鋅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2ZnS+3O2 2ZnO+2SO2；所以答案是：2ZnS+3O2 2ZnO+2SO2；（2）①ZnS在氧氣燃燒發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成產(chǎn)物出來氧化鋅外還有硫的氧化物，可轉(zhuǎn)換為硫酸，用于后續(xù)的浸出操作；
所以答案是：浸出； ②該含鋅礦中還含有FeS等雜質(zhì)，浸出操作后轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，可加入鋅粉出去亞鐵離子，離子方程式：Zn+Fe2+=Zn2++Fe；
所以答案是：置換出Fe等，以達到凈化的目的； ③“氧壓酸浸”法顧名思義，可知反應(yīng)物中含有H+和O2 ， 可以獲得非金屬單質(zhì)S，寫出化學(xué)方程式為：2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O，
所以答案是：2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O； （3）①根據(jù)題給信息硝酸把鉛氧化成Pb2+ ， 硝酸被還原成NO，故反應(yīng)方程式為3Pb+8HNO3=3Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O；
所以答案是：3Pb+8HNO3=3Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O；
②若硝酸過量，則過量的硝酸會和銀反應(yīng)生成硝酸銀，產(chǎn)品中會有雜質(zhì)，所以步驟I需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余，其目的是防止Ag被溶解進入溶液；硫酸鈣微溶，易沉淀在PbSO4表面，所以需用Pb（NO3）2溶液多次洗滌，除去CaSO4 ，
所以答案是：防止Ag被溶解進入溶液（或使Ag留在浸出渣中）；除去附著在硫酸鉛表面的微溶物硫酸鈣；
③Pb（NO3）2溶液加硫酸后生成硫酸鉛沉淀和硝酸，所以母液可循環(huán)利用于步驟I，其溶質(zhì)主要是HNO3 ， 鐵棒上鍍鋅，鍍層金屬作陽極，鋅作陽極，
所以答案是：HNO3；Zn或鋅； （4）正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為：Ag2O+H2O+2e﹣═2Ag+2OH﹣ ，
所以答案是：Ag2O+H2O+2e﹣═2Ag+2OH﹣ ．