题目
Zn、Fe及其化合物在生产生活中应用比较广泛。工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe 2O 4,还含有少量FeO和CuO等杂质)制取金属锌的工艺流程如下： H2O2↓ZnO 过 Zns-|||-锌焙砂 → 酸浸 净化I 净化Ⅱ 电解 → 锌-|||-Fe(OH)3 现液 (1)为了提高酸浸效率，可采用的措施有___________________________________(任答两条)； 写出ZnFe 2O 4溶于酸的离子方程式____________________________________ (2)向净化Ⅰ操作中加入ZnO的目的___________________________________ (3)若净化后的溶液中Cu 2+浓度为1×10 -12mol/L,则净化后溶液中Zn 2+浓度为__________(已知：室温下Ksp(ZnS)=1.6×10 -24, Ksp(CuS)=6.4×10 -36) (4)“电解”工艺制锌时Zn 2+利用率较低，废液中有大量的Zn 2+残留。某化工厂拟采用改变酸锌比净化废液的方式来提高原料的利用率,降低成本。如图是工业生产中不同酸锌比时净化液利用率对电解时直流电耗能影响关系图。根据图分析，该工厂净化废液时的最佳酸锌比为______。 H2O2↓ZnO 过 Zns-|||-锌焙砂 → 酸浸 净化I 净化Ⅱ 电解 → 锌-|||-Fe(OH)3 现液 A．5:1 B．6:1 C．7:1 D．10:1 (5)ZnFe 2O 4是一种性能优良的软磁材料，工业上常利用ZnFe 2(C 2O 4) 3·6H 2O隔绝空气加热分解制备，该晶体的热分解化学方程式为_______________________________________。测热分解后产品中ZnFe 2O 4的质量分数方法如下：取 a克产品用H 2SO 4溶解后加入足量KI溶液充分反应，调溶液至弱酸性，再加入淀粉指示剂，用 c mol/L Na 2S 2O 3标准溶液滴定，用去此标准溶液 v ml时，刚好到达滴定终点，则此产品中ZnFe 2O 4的质量分数为____________(用 a、 c、 v表示)。(已知：I 2+2S 2O 3 2 －=2I －+S 4O 6 2 －)
Zn、Fe及其化合物在生产生活中应用比较广泛。工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe
2O
4,还含有少量FeO和CuO等杂质)制取金属锌的工艺流程如下：
(1)为了提高酸浸效率，可采用的措施有___________________________________(任答两条)；
写出ZnFe 2O 4溶于酸的离子方程式____________________________________
(2)向净化Ⅰ操作中加入ZnO的目的___________________________________
(3)若净化后的溶液中Cu 2+浓度为1×10 -12mol/L,则净化后溶液中Zn 2+浓度为__________(已知：室温下Ksp(ZnS)=1.6×10 -24, Ksp(CuS)=6.4×10 -36)
(4)“电解”工艺制锌时Zn 2+利用率较低，废液中有大量的Zn 2+残留。某化工厂拟采用改变酸锌比净化废液的方式来提高原料的利用率,降低成本。如图是工业生产中不同酸锌比时净化液利用率对电解时直流电耗能影响关系图。根据图分析，该工厂净化废液时的最佳酸锌比为______。
(1)为了提高酸浸效率，可采用的措施有___________________________________(任答两条)；
写出ZnFe 2O 4溶于酸的离子方程式____________________________________
(2)向净化Ⅰ操作中加入ZnO的目的___________________________________
(3)若净化后的溶液中Cu 2+浓度为1×10 -12mol/L,则净化后溶液中Zn 2+浓度为__________(已知：室温下Ksp(ZnS)=1.6×10 -24, Ksp(CuS)=6.4×10 -36)
(4)“电解”工艺制锌时Zn 2+利用率较低，废液中有大量的Zn 2+残留。某化工厂拟采用改变酸锌比净化废液的方式来提高原料的利用率,降低成本。如图是工业生产中不同酸锌比时净化液利用率对电解时直流电耗能影响关系图。根据图分析，该工厂净化废液时的最佳酸锌比为______。
A．5:1
B．6:1
C．7:1
D．10:1
(5)ZnFe
2O
4是一种性能优良的软磁材料，工业上常利用ZnFe
2(C
2O
4)
3·6H
2O隔绝空气加热分解制备，该晶体的热分解化学方程式为_______________________________________。测热分解后产品中ZnFe
2O
4的质量分数方法如下：取
a克产品用H
2SO
4溶解后加入足量KI溶液充分反应，调溶液至弱酸性，再加入淀粉指示剂，用
c mol/L Na
2S
2O
3标准溶液滴定，用去此标准溶液
v ml时，刚好到达滴定终点，则此产品中ZnFe
2O
4的质量分数为____________(用
a、
c、
v表示)。(已知：I
2+2S
2O
3
2
－=2I
－+S
4O
6
2
－)
题目解答
答案
解析
步骤 1：酸浸效率的提高措施
酸浸效率的提高可以通过增加反应物的接触面积、提高反应温度、增加酸的浓度或搅拌等方法来实现。这些措施可以加快反应速率，提高酸浸效率。
步骤 2：ZnFe _2O _4溶于酸的离子方程式
ZnFe _2O _4溶于酸时，会生成Zn ^{2+}、Fe ^{3+}和水。离子方程式为：$ZnFe_2O_4 + 8H^+ = Zn^{2+} + 2Fe^{3+} + 4H_2O$。
步骤 3：净化Ⅰ操作中加入ZnO的目的
加入ZnO可以调节溶液的pH值，使Fe ^{3+}转化为Fe(OH) _2沉淀，从而除去Fe ^{3+}。
步骤 4：计算净化后溶液中Zn ^{2+}浓度
根据Ksp(ZnS)和Ksp(CuS)的值，可以计算出净化后溶液中Zn ^{2+}的浓度。由于Cu ^{2+}浓度为1×10 ^{-12}mol/L，根据Ksp(CuS)的值，可以计算出S ^{2-}的浓度，再根据Ksp(ZnS)的值，可以计算出Zn ^{2+}的浓度。
步骤 5：确定最佳酸锌比
根据图中不同酸锌比时净化液利用率对电解时直流电耗能影响关系图，可以确定最佳酸锌比。从图中可以看出，当酸锌比为7:1时，净化液利用率最高，直流电耗能最低。
步骤 6：ZnFe _2(C _2O _4) _3·6H _2O的热分解化学方程式
ZnFe _2(C _2O _4) _3·6H _2O在隔绝空气加热分解时，会生成ZnFe _2O _4、CO _2和H _2O。化学方程式为：$ZnFe_2(C_2O_4)_3·6H_2O \xrightarrow{\Delta} ZnFe_2O_4 + 6CO_2 + 6H_2O$。
步骤 7：计算ZnFe _2O _4的质量分数
根据I _2+2S _2O _3 ^{2} ^{－}=2I ^{－}+S _4O _6 ^{2} ^{－}反应，可以计算出ZnFe _2O _4的质量分数。根据反应方程式，可以计算出ZnFe _2O _4的物质的量，再根据ZnFe _2O _4的摩尔质量，可以计算出ZnFe _2O _4的质量分数。
酸浸效率的提高可以通过增加反应物的接触面积、提高反应温度、增加酸的浓度或搅拌等方法来实现。这些措施可以加快反应速率，提高酸浸效率。
步骤 2：ZnFe _2O _4溶于酸的离子方程式
ZnFe _2O _4溶于酸时，会生成Zn ^{2+}、Fe ^{3+}和水。离子方程式为：$ZnFe_2O_4 + 8H^+ = Zn^{2+} + 2Fe^{3+} + 4H_2O$。
步骤 3：净化Ⅰ操作中加入ZnO的目的
加入ZnO可以调节溶液的pH值，使Fe ^{3+}转化为Fe(OH) _2沉淀，从而除去Fe ^{3+}。
步骤 4：计算净化后溶液中Zn ^{2+}浓度
根据Ksp(ZnS)和Ksp(CuS)的值，可以计算出净化后溶液中Zn ^{2+}的浓度。由于Cu ^{2+}浓度为1×10 ^{-12}mol/L，根据Ksp(CuS)的值，可以计算出S ^{2-}的浓度，再根据Ksp(ZnS)的值，可以计算出Zn ^{2+}的浓度。
步骤 5：确定最佳酸锌比
根据图中不同酸锌比时净化液利用率对电解时直流电耗能影响关系图，可以确定最佳酸锌比。从图中可以看出，当酸锌比为7:1时，净化液利用率最高，直流电耗能最低。
步骤 6：ZnFe _2(C _2O _4) _3·6H _2O的热分解化学方程式
ZnFe _2(C _2O _4) _3·6H _2O在隔绝空气加热分解时，会生成ZnFe _2O _4、CO _2和H _2O。化学方程式为：$ZnFe_2(C_2O_4)_3·6H_2O \xrightarrow{\Delta} ZnFe_2O_4 + 6CO_2 + 6H_2O$。
步骤 7：计算ZnFe _2O _4的质量分数
根据I _2+2S _2O _3 ^{2} ^{－}=2I ^{－}+S _4O _6 ^{2} ^{－}反应，可以计算出ZnFe _2O _4的质量分数。根据反应方程式，可以计算出ZnFe _2O _4的物质的量，再根据ZnFe _2O _4的摩尔质量，可以计算出ZnFe _2O _4的质量分数。