Question

【題目】鋅及其化合物在生產生活中應用比較廣泛。

(1)ZnFe2O4是一種性能優良的軟磁材料,也是一種催化劑，能催化烯類有機物氧化脫氫等反應。

①ZnFe2O4中Fe的化合價是___________。

②工業上利用反應ZnFe2(C2O4)3·6H2OZnFe2O4+2CO2↑+4CO↑+6H2O 制備ZnFe2O4該反應中還原產物是___(填化學式),每生成1mol ZnFe2O4轉移的電子總數是__________。

(2)工業上利用鋅焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等雜質)制取金屬鋅的工藝流程如下:

①酸浸時要將鋅焙砂粉碎,其目的是提高酸浸效率,為達到這一目的,還可采用的措施是_______(任答一條)。寫出ZnFe2O4溶于酸的離子方程式__________。

②凈化I中H2O2 參與反應的離子方程式為___________

③凈化Ⅱ中Y 的主要成分是_____(填化學式)。

(3)利用鋅錳電池在800~1000℃時電解TiO2可制得金屬鈦，裝置如圖所示。圖中a電極的材料為_____，陰極的電極反應式為___________。

Answer 1

【答案】 +3 CO 4NA(或2.408×1024) 適當增大c(H+)(或升高溫度、攪拌等其他合理答案) ZnFe2O4+8H+=2Fe3++Zn2++4H2O H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O CuS、ZnS 鋅(或Zn) TiO2+4e-=Ti+2O2-

【解析】（1）①ZnFe2O4中Zn是+2價，O是－2價，則根據正負價代數和為0可知Fe的化合價是+3價。②反應中Fe元素化合價從+2價升高到+3價，碳元素化合價從+3價部分降低到+2價，部分升高到+4價，所以還原產物是CO；根據方程式可知每生成1mol ZnFe2O4轉移的電子的物質的量是4mol，總數是4NA(或2.408×1024)。（2）將鋅焙砂（主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等氧化物雜質）酸浸，發生反應ZnFe2O4+8H+=2Fe3++Zn2++4H2O、ZnO+2H+=Zn2++H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O、CuO+2H+=Cu2++H2O，向溶液中加入雙氧水，發生反應 2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O，調節溶液的pH將Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀，調節溶液pH時不能引進新的雜質，可以用ZnO，所以X為ZnO，然后向溶液中加入ZnS，發生反應Cu2++ZnS=Zn2++CuS，然后過濾，所以Y中含有CuS，最后電解得到Zn。①酸浸時要將鋅焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率．為達到這一目的，還可采用的措施是增大硫酸的濃度或升高溫度、攪拌等。ZnFe2O4溶于酸的離子方程式為ZnFe2O4+8H+=2Fe3++Zn2++4H2O。②凈化I中H2O2參與反應的離子方程式為2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O；③由于ZnS過量，則凈化Ⅱ中Y的主要成分是CuS、ZnS。（3）a電極產生Ti，是陰極，所以a電極是負極，其電極材料為鋅，陰極是二氧化鈦得到電子，電極反應式為TiO2+4e-=Ti+2O2-。