Question

工业上利用锌焙砂（主要含ZnO、ZnFe₂O₄，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）制取金属锌的流程如图所示。回答下列问题：

（1）酸浸时ZnFe₂O₄会生成两种盐，该反应的化学方程式为     
（2）净化I操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe^2＋氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe^3＋转为Fe(OH)₃沉淀。
①写出酸性条件下H₂O₂与Fe^2＋反应的离子方程式     
②25⁰C时，pH=3的溶液中，c (Fe^3＋)＝     mol/L（已知25℃，。
③净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是     。
（3）若没有净化II操作，则对锌的制备带来的影响是        。
（4）本流程中可以循环利用的物质除锌外还有        。

Answer 1

（1）ZnFe₂O₄+4H₂SO₄═ZnSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O；（2）①H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；②4.0×10^-5mol/L；③Fe（OH）₃胶体具有吸附性；（3）电解制取的锌中会含有铜等杂质；
（4）H₂SO₄、ZnSO₄。

试题分析：（1）根据题给信息知，酸浸时ZnFe₂O₄会生成两种盐硫酸锌、硫酸铁，即ZnFe₂O₄与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸铁和水，化学方程式为：ZnFe₂O₄+4H₂SO₄═ZnSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O；（2）①亚铁离子被双氧水氧化成铁离子，离子方程式为H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；②氢氧化铁的溶度积
Ksp[Fe（ OH）₃]=4.0×10^-38，pH=3的溶液中，氢氧根离子的浓度为1×10^-11mol/L，c（Fe³⁺）=4.0×10^-38/(1×10^-11)³=4.0×10^-5mol/L；③由于生成的Fe（OH）₃胶体具有吸附性，所以净化Ⅰ生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质；（3）由于锌焙砂中含有CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物，反应后溶液中存在铜离子等杂质，没有净化Ⅱ操作，电解制取的锌中会含有铜等杂质；（4）通过制取金属锌的流程图示可以知道，可以循环利用的物质除锌外，含有H₂SO₄、ZnSO₄。