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锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌,某硫化锌精矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS等其他成分),以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示:回答下列问题:(1
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锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌,某硫化锌精矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS等其他成分),以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示:
![作业搜](https://www.zaojiaoba.cn/2018-09/15/1536984237-1581.jpg)
回答下列问题:
(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行,所产生焙砂的主要成分的化学式为___.
(2)焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸,该酸可用于后续的___操作.
(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉,其作用是___,反应的离子方程式为___.
(4)电解沉积过程中的阴极采用铝板,阳极采用Pb-Ag合金惰性电极,阳极逸出的气体是___.
(5)改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质.“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为___.
(6)硫化锌精矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液可慢慢地转变为铜蓝(CuS).请用简短的语言解释该反应发生的原理.___
(7)我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌.明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,…,然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,…,冷淀,毁罐取出,…,即倭铅也.”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为___.(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,倭铅是指金属锌)
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回答下列问题:
(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行,所产生焙砂的主要成分的化学式为___.
(2)焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸,该酸可用于后续的___操作.
(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉,其作用是___,反应的离子方程式为___.
(4)电解沉积过程中的阴极采用铝板,阳极采用Pb-Ag合金惰性电极,阳极逸出的气体是___.
(5)改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质.“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为___.
(6)硫化锌精矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液可慢慢地转变为铜蓝(CuS).请用简短的语言解释该反应发生的原理.___
(7)我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌.明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,…,然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,…,冷淀,毁罐取出,…,即倭铅也.”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为___.(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,倭铅是指金属锌)
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答案和解析
硫化锌精矿的焙烧可生成ZnO、氧化铁等,含尘烟气含有含硫氧化物,可用于制备硫酸,浸出液加入硫酸可生成硫酸锌、硫酸铁,加入过量锌充分反应,可置换出铁,滤液中主要含有硫酸锌,经电解可得到锌和硫酸,电解液中含有硫酸,可循环利用,
(1)含锌矿的主要成分是硫化锌,与空气中氧气发生氧化还原反应,则焙烧的主要成分为ZnO;
(2)焙烧生成的含硫氧化物可转化为硫酸,用于后续的浸出操作;
(3)该含锌矿中还含有硫化亚铁等杂质,浸出操作后转化为亚铁离子,可加入锌粉除去亚铁离子,从而除去铁,反应的离子方程式为:Zn+Fe2+=Zn2++Fe;
(4)电解沉积过程中,是电解硫酸锌,阴极锌离子放电生成锌,阳极发生氧化反应,产物为O2;
(5)氧压酸浸法顾名思义,可知反应物中含有氢离子和氧气,可以获得非金属单质硫,方程式为2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O;
(6)根据沉淀的转化原理可知,在一定条件下,溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物,硫化锌精矿遇到硫酸铜溶液可慢慢转化为铜蓝,
故答案为:在一定条件下,溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物(或在相同条件下,由于KSP(CuS)小于KSP(ZnS),故反应可以发生);
(7)根据题目描述可知反应物为碳酸锌和碳,条件是高温,生成锌和CO,则方程式为:ZnCO3+2C
Zn+3CO↑,
故答案为:ZnCO3+2C
Zn+3CO↑.
(1)含锌矿的主要成分是硫化锌,与空气中氧气发生氧化还原反应,则焙烧的主要成分为ZnO;
(2)焙烧生成的含硫氧化物可转化为硫酸,用于后续的浸出操作;
(3)该含锌矿中还含有硫化亚铁等杂质,浸出操作后转化为亚铁离子,可加入锌粉除去亚铁离子,从而除去铁,反应的离子方程式为:Zn+Fe2+=Zn2++Fe;
(4)电解沉积过程中,是电解硫酸锌,阴极锌离子放电生成锌,阳极发生氧化反应,产物为O2;
(5)氧压酸浸法顾名思义,可知反应物中含有氢离子和氧气,可以获得非金属单质硫,方程式为2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O;
(6)根据沉淀的转化原理可知,在一定条件下,溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物,硫化锌精矿遇到硫酸铜溶液可慢慢转化为铜蓝,
故答案为:在一定条件下,溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物(或在相同条件下,由于KSP(CuS)小于KSP(ZnS),故反应可以发生);
(7)根据题目描述可知反应物为碳酸锌和碳,条件是高温,生成锌和CO,则方程式为:ZnCO3+2C
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故答案为:ZnCO3+2C
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