Question

【題目】鋅焙砂是鋅精礦經焙燒后所得的產物，以鋅焙砂為原料制取金屬鋅的流程如圖所示。

已知：①當溶液中Zn2＋濃度較大時，Zn2＋優先于H＋放電。

②堿性條件下Mn(Ⅱ)可以被氧氣氧化生成Mn(Ⅵ)。

請回答下列問題：

(1)酸浸時ZnFe2O4會生成兩種鹽，該反應的化學方程式為_____________________________。

(2)凈化Ⅰ操作分為兩步：第一步是將溶液中少量的Fe2＋氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe3＋轉化為Fe(OH)3沉淀。

①寫出酸性條件下H2O2與Fe2＋反應的離子方程式：___________。

②25 ℃時，pH＝3的濾液(濾去氫氧化鐵沉淀)中，c(Fe3＋)＝________mol·L－1(已知25 ℃時，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38)。

(3)電解硫酸鋅溶液時陽極上有氣體析出，寫出陽極的電極反應式_____________________________；

電解時不斷補充電解液的目的是_________________________。

(4)電解時，陽極附近發生化學反應生成HMnO4，使得溶液變為紫紅色，生成的HMnO4，又將Mn2＋氧化生成MnO2，一部分二氧化錳沉于槽底形成陽極泥，另一部分附于陽極表面形成保護膜。寫出HMnO4將Mn2＋氧化生成MnO2的化學方程式__________________。

Answer 1

【答案】 ZnFe2O4＋4H2SO4===ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 4.0×10－5 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 保持溶液中Zn2＋的濃度處于較高水平，以保證陰極上能穩定析出鋅 3MnSO4＋2HMnO4＋2H2O===5MnO2↓＋3H2SO4

【解析】試題分析：(1)酸浸時ZnFe2O4與硫酸反應會生成ZnSO4、Fe2(SO4)3兩種鹽；(2) ①酸性條件下H2O2把Fe2＋氧化為Fe3＋；②根據 計算c(Fe3＋)；(3)電解硫酸鋅溶液時陽極上氫氧根離子放電生成氧氣；根據“當溶液中Zn2＋濃度較大時，Zn2＋優先于H＋放電”回答不斷補充電解液的目的；(4)根據氧化還原反應規律，HMnO4與Mn2＋發生歸中反應生成MnO2；

解析：(1)酸浸時ZnFe2O4會生成ZnSO4、Fe2(SO4)3兩種鹽，反應方程式是ZnFe2O4＋4H2SO4===ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O；(2) ①酸性條件下H2O2把Fe2＋氧化為Fe3＋的離子方程式是H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；②PH=3， ，，c(Fe3＋)= 4.0×10－5；(3)電解硫酸鋅溶液時陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陽極反應式是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；電解時不斷補充電解液的目的是保持溶液中Zn2＋的濃度處于較高水平，以保證陰極上能穩定析出鋅；(4)HMnO4與Mn2＋發生歸中反應生成MnO2，化學方程式3MnSO4＋2HMnO4＋2H2O===5MnO2↓＋3H2SO4；