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【題目】硫化鋅 (ZnS)是一種重要的化工原料,難溶于水,可由煉鋅的廢渣鋅灰制取,其工藝流程如下圖所示。

(1)為提高鋅灰的浸取率,可采用的方法是 (填序號)。

①研磨 ②多次浸取 ③升高溫度 ④加壓 ⑤攪拌

(2)步驟Ⅱ所得濾渣中的物質是寫化學式)。

(3)步驟Ⅲ中可得Cd單質,為避免引入新的雜質,試劑b應為____________。

(4)步驟Ⅳ還可以回收Na2SO4來制取Na2S。

①檢驗ZnS固體是否洗滌干凈的方法是 ;

②Na2S可由等物質的量的Na2SO4和CH4在高溫、催化劑條件下制取;瘜W反應方程式為________;

③已知Na2SO4·10H2O及Na2SO4的溶解度隨溫度變化曲線如圖。從濾液中得到Na2SO4·10H2O的操作方法是

(5)若步驟Ⅱ加入的ZnCO3為b mol,步驟Ⅲ所得Cd為d mol,最后得到VL、物質的量濃度為c mol/L的Na2SO4溶液。則理論上所用鋅灰中含有鋅元素的質量為____________。

【答案】27.(15)(1)①②③⑤; (2) Fe(OH)3、ZnCO3 ; (3)Zn(或鋅) ;

(4)①取最后的洗滌液少許于試管,滴加幾滴BaCl2溶液,若出現(xiàn)渾濁則未洗凈,反之則已洗凈;

②Na2SO4+CH4Na2S+2H2O+CO2 ; ③蒸發(fā)濃縮降溫結晶,過濾 ;

(5)65(Vc-b-d)g

【解析】

試題分析:(1)該過程是在溶液中進行的化學反應,加快化學反應速率的方法有升高溫度,增大接觸面積等,所以為提高鋅灰的浸取率,可采用的方法是①研磨、②多次浸取、③升高溫度、⑤攪拌,答案為①②③⑤。

(2)鋅灰浸取液中有Zn2+、Cd2+、Fe2+、Fe3+,加入H2O2后,H2O2將Fe2+氧化成Fe3+,再加入過量的ZnCO3,ZnCO3消耗了溶液中的氫離子,ZnCO3+2H=Zn2++CO2↑+H2O,導致平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H,向右移動,生成Fe(OH)3沉淀,所以步驟Ⅱ所得濾渣中的物質是ZnCO3和Fe(OH)3。

(3)根據(jù)化學反應Zn+Cd2+=Zn2++Cd,步驟Ⅲ中加入試劑b可得Cd單質,為避免引入新的雜質,試劑b應為Zn(或鋅)

(4)①ZnS固體上粘有的離子有SO42-,只要檢驗SO42-是否存在即可,方法是取最后的洗滌液少許于試管,滴加幾滴BaCl2溶液,若出現(xiàn)渾濁則未洗凈,反之則已洗凈;

②Na2S可由等物質的量的Na2SO4和CH4在高溫、催化劑條件下制取,根據(jù)題意,反應的化學方程式為Na2SO4+CH4Na2S+2H2O+CO2

③根據(jù)溶解度—溫度曲線可知,從濾液中得到Na2SO4·10H2O的操作方法是蒸發(fā)濃縮,降溫結晶,過濾。

(5)根據(jù)化學反應ZnSO4+Na2S=ZnS↓+Na2SO4,Zn+Cd2+=Zn2++Cd,ZnCO3+2H=Zn2++CO2↑+H2O,所以若步驟Ⅱ加入的ZnCO3為b mol,步驟Ⅲ所得Cd為d mol,最后得到VL、物質的量濃度為c mol/L的Na2SO4溶液。則理論上所用鋅灰中含有鋅元素的質量為65(Vc-b-d)g。

練習冊系列答案
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