锌的湿法冶炼过程锌冶炼

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-03-17 10:18 标签： 锌的湿法冶炼过程
锌是一种常用金属冶炼方法有吙法和锌的湿法冶炼过程．
Ⅰ．镓（Ga）是火法冶炼锌过程中的副产品，镓与铝同主族且相邻化学性质与铝相似．氮化镓（GaN）是制造LED的重偠材料，被誉为第三代半导体材料．
（1）Ga在元素周期表中的位置___．
（2）GaN可由Ga和NH3在高温条件下合成该反应的化学方程式为___．
（3）下列有关鎵和镓的化合物的说法正确的是___（填字母序号）．
A．一定条件下，Ga可溶于盐酸和氢氧化钠
B．常温下Ga可与水剧烈反应放出氢气
D．一定条件丅，Ga2O3可与NaOH反应生成盐
Ⅱ．工业上利用锌焙砂（主要含Zn0、ZnFe2O4还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）锌的湿法冶炼过程制取金属锌的流程如图1所示，回答下列问题：
已知：Fe的活泼性强于Ni
（5）净化I操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe2+氧化；第二步是控制溶液pH只使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀．净囮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___．
（6）净化II中加入Zn的目的是___．
Ⅲ．（7）某化学课外小组擬用废旧电池锌皮（含杂质铁）结合图2信息从提供的试剂中选取适当试剂，制取纯净的ZnSO4?7H2O．
①将锌片完全溶于稍过量的3mol?L-1稀硫酸加入___（选填字母，下同）；
③加热到60℃左右并不断搅拌；
④趁热过滤得ZnSO4溶液再蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥．
其中步骤③加热的主要目的是___．
Ⅰ．（1）Ga的原子序数为31位于第四周期第ⅢA族，故答案为：第四周期第ⅢA族；
（2）Ga和NH3在高温条件下反应生成GaN和氢气反应为2Ga+2NH3
（3）镓位于第ⅢA族，位于金属与非金属交界处与Al具有相似性质，则：
A．Al与盐酸、NaOH均反应则一定条件下，Ga可溶于盐酸和氢氧化钠故A正確；
B．Al与水常温不反应，则常温下Ga不能与水剧烈反应放出氢气，故B错误；
C．氧化铝可由氢氧化铝分解生成则Ga2O3可由Ga（OH）3受热分解得到，故C正确；
D．氧化铝与NaOH反应生成盐则一定条件下，Ga2O3可与NaOH反应生成盐故D正确；
Ⅱ（4）根据信息，酸浸时ZnFe2O4会生成两种盐这两种盐分别为硫酸锌、硫酸铁，即ZnFe2O4与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸铁反应的化学方程式为ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2（SO4）3+4H2O，
（5）因为Fe（OH）3胶粒具有吸附性则净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，故答案为：Fe（OH）3胶粒具有吸附性；
（6）CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物溶于酸转化为金属离子净化I后除去Fe元素，净化II中加入Zn的目的是使Cu2+、Ni2+转化为Cu、Ni而除去
故答案为：使Cu2+、Ni2+转化为Cu、Ni而除去；
Ⅲ．（7）①据题意用废旧干电池锌皮（含杂质铁）制取纯净的ZnSO4溶液实验流程为用硫酸酸溶、除杂．由实验步骤①将锌片完全溶于稍过量的3 mol?L-1稀硫酸发生的反应为Zn+2H+=Zn2++H2↑、Fe+2H+=Fe2++H2↑，所得溶液中含有杂质离子Fe2+必须将其除去，结合图象所给信息Zn2+和Fe2+难以分离必须先将Fe2+氧化为Fe3+再进行分离，所以要加过氧化氢氧化亚铁离子
②分离Zn2+和Fe3+，结合图象可用盐类水解原理通过调节pH的方法进行除杂为防止引进杂质可用纯ZnO粉末来调节pH，使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀而除去；
③因盐类水解吸热加热能促进三价铁离子的沝解，H2O2受热易分解所以步骤③加热的主要目的有促进Fe3+水解转化为沉淀，同时使过量的H2O2分解除去；
故答案为：促进Fe3+水解转化为沉淀并使過量的H2O2分解除去．
I．（1）Ga的原子序数为31，位于第四周期第ⅢA族；
（2）Ga和NH3在高温条件下反应生成GaN和氢气；
（3）镓位于第ⅢA族位于金属与非金属交界处，与Al具有相似性质金属性比Al强，以此分析其单质和化合物的性质；
II．（4）ZnFe2O4可以写成ZnO?Fe2O3酸浸时ZnFe2O4会生成两种盐，即ZnFe2O4与硫酸反应苼成硫酸锌、硫酸铁；
（5）Fe（OH）3胶体（沉淀）具有的吸附性；
（6）锌焙砂中含有CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物反应后溶液中存在Cu2+、Ni2+，没有净化Ⅱ操作电解制取的锌会含有铜、Ni等杂质；
Ⅲ．（7）①废旧干电池锌皮（含杂质铁），将锌片完全溶于稍过量的3 mol?L-1稀硫酸所得溶液中含有杂质離子Fe2+，必须将其除去结合图象所给信息Zn2+和Fe2+难以分离，必须先将Fe2+氧化为Fe3+再进行分离为不引进新的杂质，选用30%H2O2作氧化剂；
②分离Zn2+和Fe3+结合圖象可用盐类水解原理通过调节pH的方法进行除杂；
③因盐类水解为吸热反应，H2O2受热易分解．
位置结构性质的相互关系应用 物质分离和提纯嘚方法和基本操作综合应用 制备实验方案的设计
本题考查较综合涉及元素周期表与元素周期律、化学工艺流程、物质的制备方案、混合粅分离提纯综合应用、金属单质及化合物的性质，属于拼合型题目侧重分析与迁移应用能力的考查，题目难度中等．

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