精練11化學(xué)工藝流程?？荚兀轰\

1.（2024.黑龍江?二模）從煉鋼粉塵（主要含F(xiàn)e3CU、FezCh和ZnO）中提取鋅的流程如下:

NH3/NH4C1空氣（NH）s

（p午9）42

煉鋼粉塵一寸鹽浸1-------1氧化|------沉鋅-ZnS

濾渣濾液

“鹽浸”過程ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn（NH3）J”并有少量Fe?+和Fe3+浸出。下列說法錯(cuò)誤的是

A.[Zn（NH3）4『中心離子采取sp3雜化

B.“濾渣”的主要成分為Fe（OH）3

仁“沉鋅”過程發(fā)生反應(yīng)0（1\[113）4丁+41120+$2-=%11$（+4]\陽3電0

D.應(yīng)合理控制（NHj?S用量，以便濾液循環(huán)使用

2.（24-25高三上?湖南?模擬預(yù)測）某廢催化劑含58.2%的Si。？、21.0%的ZnO、8.0%的ZnS和12.8%的CuS,

某同學(xué)以該廢催化劑為原料，回收其中的鋅和銅。采用的實(shí)驗(yàn)方案如下：

「f氣體

30.5moVLH2SO4結(jié)晶/口

》——、月山一濾液粗ZnSCV7H2。

劉①|(zhì),^|L0mol/LH2sO4「臼濾渣？

」濾渣1-----------*二二姑B

一6%氏0嗡金磯暹群翳粗CuSOQHzO

下列說法不思砸的是

A.步驟①最好在通風(fēng)櫥中進(jìn)行

B.步驟①和③說明CuS不溶于稀硫酸而ZnS溶于稀硫酸

+2+

C.步驟③涉及的離子反應(yīng)為CuS+H2O2+2H=CU+S+2H2O

D.步驟②和④均采用蒸發(fā)結(jié)晶的方式獲取晶體

3.（24-25高三上?江蘇泰州?模擬預(yù)測）以廢鋅催化劑（主要含ZnO及少量Fe,C）,、CuO）為原料制備鋅的工藝

流程如圖所示

NH4HCOr氨水(NH4)2S

廢鋅催化齊［I—>浸取-----?除銅?Zn

IT

己知：ZnO、CuO可以溶于氨水生成［Zn（NH3）41第［Cu（NH3）J+。

下列說法正確的是

2++

A.“浸取”時(shí)ZnO發(fā)生反應(yīng)：ZnO+4NH^=［Zn（NH3）4］+2H+H2O

+

B.O.lmol/L的NH4HCO3溶液中存在：c（H）+c（H2CO3）=cfOH"）+C（CO|-）

2+2+

C.“除銅”所得上層清液中存在：c（Zn）-c（S）<^sp（ZnS））

D.ZnS、CuS均不能溶于氨水生成［Zn（NH3）4「和［CU（NH3）1”

4.（24-25高三上?江西南昌?模擬預(yù)測）實(shí)驗(yàn)室以含鋅廢液（主要成分為ZnSO3含少量的Fe?+、Mn2+）為原料

制備ZnCO3-2Zn（OH）2的實(shí)驗(yàn)流程如下：

Na2s2。8試劑XNH4HCO3

MnO2Fe(OH)3濾液

下列說法正確的是

A.溶液中的Fe2+可以用KSCN溶液檢驗(yàn)

B.氧化除銃后的溶液中存在：Na+、Zn2\Fe2\SO；

C.調(diào)節(jié)pH時(shí)試劑X可以選用Zn、ZnO、Z11CO3等物質(zhì)

2+

D.沉鋅時(shí)的離子方程式為3Zn+6HCO；=ZnCO3.2Zn（OH）2；+5CO2t+H2O

5.（2024.山東.模擬預(yù)測）常溫下，用含有少量ME+的ZnSO」溶液制備ZnCC>3的流程如圖所示，已知：常

11

溫下，&p（ZnCC>3）=1.44x10」、/Csp（MnCO3）=2.24xl0-o

涔液、氨水

Na7CIONH4HC?O3

含Mn*的ZnSO$溶液----?|除?|一|沉件］花~|----?ZnCO,

II

Mn02泣液

下列說法正確的是

A.“除錦”過程中要保持溶液呈較強(qiáng)的堿性

2+

B."沉鋅”過程的離子方程式：NH3-H20+HCO；+Zn=ZnCO3+NHi+H20

C.為了便于操作，可直接將含Mi?+的硫酸鋅溶液加入到NH4HCO3和氨水的混合溶液中

D.檢驗(yàn)ZnCOs中是否含有Zn(OH)z的方法是干燥、加熱灼燒，將產(chǎn)生的氣體通過無水硫酸銅

6.(2024?寧夏吳忠?一模)某濕法煉鋅的萃余液中含有Na+、Zn"、Fe2+>Mn2+>Co2+>Cd?+及30?60g

H2sO’等，逐級回收有價(jià)值金屬并制取活性氧化鋅的工藝流程如圖：

石灰石、?氧化劑鋅粉萃取劑碳酸鈉

堿式活性

中和

除鎘萃取沉鋅一*碳酸鋅一氧化鋅

萃余液一*,氧化水解

回收鎘回收鉆沉鋅操作a無水

沉渣*硫酸鈉

后液

已知:

沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2CO(OH)2CO(OH)3Cd(OH)2

2.6x10-394.9x10-"5.9x10-51.6x10*7.2x10-15

回答下列問題:

(1)“中和氧化水解”時(shí)，先加入適量的石灰石調(diào)節(jié)溶液的pH為1.0；加入一定量的Na2s2。8；再加入石灰石

調(diào)節(jié)溶液的pH為4.00

①“氧化"時(shí)，Mn"轉(zhuǎn)化為MnO?除去，反應(yīng)的離子方程式為，為提高反應(yīng)速率可采取的措施.

(舉1例)。

②“沉渣”的主要成分除MnO”Cas。,外還有

③“氧化”時(shí)，若加入過量的Na2sQg，鉆元素將會進(jìn)入“沉渣”中，則氧化水解后的溶液中含鉆微粒濃度為.

mol-L10

(2)“除鎘”時(shí)，主要反應(yīng)的離子方程式為。

(3)“沉鋅”時(shí)，在近中性條件下加入Na2cO3可得堿式碳酸鋅［ZnCO3.2Zn(OH)2?凡0］固體，同時(shí)產(chǎn)生大量的

氣體。

①產(chǎn)生大量氣體的原因是O

②Z11CO3-2211(011)2?珥0需洗滌，檢驗(yàn)是否洗凈的試劑是。

(4)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Na2sO4溶液在不同溫度下析出Na2SO4晶體的物種如圖所示。欲從含20%Na2sO,及微

量雜質(zhì)的“沉鋅后液”中直接析出無水NazSO,,“操作a”步驟為。

r

1OoINa2so4

NaS0-ioHo\32.38℃

5o242

股

照ONa2sO4IOH2O

Na^SO-7HO

42+Na2sO4

I

204060

質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%

7.(24-25高三上?江西宜春?模擬預(yù)測)硫酸鋅(ZnSCU)是制備各種含鋅材料的原料，在防腐、電鍍、醫(yī)學(xué)上

有諸多應(yīng)用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為ZnCCh,雜質(zhì)為SiCh以及Ca、Mg、Fe、Cu等

的化合物。其制備流程如下：

Zn粉HF

菱錚礦H2s。4KMnO4

V

調(diào)氧化濾液②

焙燒“浸取I-?pH=5---------->

過濾過濾

濾渣①濾渣②濾渣③濾渣④

本題中所涉及離子的氫氧化物溶度積常數(shù)如下表:

離子Fe3+Zn2+Cu2+Fe2+Mg2+

4x10-386.7義10」72.2%10-208.0x10-1611

KSp1.8X10-

回答下列問題:

(1)菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學(xué)方程式為O

(2)為了提高鋅的浸取效果，可采取的措施有(任寫一種)。

(3)加入物質(zhì)X調(diào)溶液pH=5,最適宜使用的X是(填標(biāo)號)。

A.NH3H2OB.Ca(OH)2C.NaOH

(4)向80?90℃的濾液①中分批加入適量KMnCU溶液充分反應(yīng)后過濾，濾渣②中有MnCh,該步反應(yīng)的離子

方程式為,在加高鋅酸鉀溶液前，若pH較低，對除雜的影響是。

(5)濾液②中加入鋅粉的目的是=

(6)濾渣④與濃H2s。4反應(yīng)可以釋放HF并循環(huán)利用，同時(shí)得到的副產(chǎn)物是、o

8.(24-25高三上?湖南?模擬預(yù)測)ZnS常用于制造白色顏料，發(fā)光粉和發(fā)光油漆等。以火法煉銅的廢料(主

要成分是ZnO、CuO,含少量PbO、AS2O3,SiO?等)為原料制備粗鋅和硫化鋅的流程如下：

稀硫酸過量鋅Fe2(SOJ溶液ZnO,O2電解沉鋅

4(4(I?粗鋅

廢料f酸浸——?沉銅一?沉碑----?沉鐵fZ11SO4溶液

~I~~I~~I~~I_IH2s>ZnS

浸渣1濾渣1FeAsO4濾渣2復(fù)分解沉鋅

已知：AS2O3溶于水生成亞碑酸，亞碑酸是一種中等弱酸，其化學(xué)式為H3ASO3。

請回答下列問題：

(1)加快“酸浸”速率，除將廢料粉碎外，還可采取的措施是(任寫一種)。

(2)“浸渣1”的主要成分是。

⑶寫出“沉碑”時(shí)H3ASO3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：o

(4)“沉鐵”過程加入ZnO調(diào)節(jié)溶液pH,濾液中Fe元素質(zhì)量濃度、濾渣2中鋅元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)與pH關(guān)系如下圖

所示。最適宜的pH為。

濾

渣

2

中

Z

n

的

質(zhì)

量

分

數(shù)

％、

2+

(5)“復(fù)分解沉鋅”中，Zn(aq)+H2S(aq)ZnS(s)+2H+(aq)的平衡常數(shù)K=。已知：常溫下

人(ZnSAlSxlCT24,凡5的電離常數(shù)Ka】=1.1x101=1.3x10F。

（6）ZnS晶胞與金剛石類似，如圖所示,

①已知A、B點(diǎn)的原子坐標(biāo)如圖所示，則C點(diǎn)的原子坐標(biāo)為

3

②已知該晶胞的晶胞參數(shù)為anm,則該晶胞的密度/=g/cmo

9.（23-24高三下?江西宜春?模擬預(yù)測）鋅是一種重要的金屬，鋅及其化合物被廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、船

舶、電池等行業(yè)?，F(xiàn)某科研小組以固體廢鋅催化劑（主要成分是ZnO,含少量Fe。,、CuO、MnO、SiO?等

雜質(zhì)）為原料制備鋅的工藝流程如圖所示:

Zn

濾渣1濾渣2水溶液有機(jī)相

已知:

①“浸取”時(shí)，ZnO和CuO轉(zhuǎn)化為「如匹%產(chǎn)、［的何凡，「進(jìn)入溶液。

-36-24

②25℃時(shí)，7&p(CuS)=6.4xlO,^sp(ZnS)=1.6xl0o

w（雜質(zhì)離子）

③深度除雜標(biāo)準(zhǔn)：溶液中口、俏］<2,0xl0-6o

W|LZn（NH3）4Jj

（1）“浸取”溫度為30℃,鋅的浸出率可達(dá)90.6%,繼續(xù)升溫浸出率反而下降，其原因?yàn)?/p>

（2）“濾渣1”的主要成分為Mn（OH）2、o

⑶“深度除銹”是將殘留的Mn"轉(zhuǎn)化為MnO?,寫出該過程的離子方程式.

nfCu2+1

（4）“深度除銅”時(shí)，鋅的最終回收率，除銅效果（用反應(yīng)后溶液中的銅鋅比一十表示）與（NH）S加

“IIIMU'I4z

-3'4

入量的關(guān)系曲線如圖所示。

主（

礦

精

。）鋅

為

釋：

解料

原圖

式如

程O要

2主程

方H流

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，藝

弁醴震泡、xlo,6離

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1987654321O（特的

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)度純

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03%）產(chǎn)

1/降:成，）

量號圖

下標(biāo)生質(zhì)

0入如，

2率填雜

1加（構(gòu)低的

結(jié)

S收耗素

J擇物

0H%能元

1回0合

N選3有等

(終1配

0.的具鉛

01最優(yōu)D鋅鋅、

煉鎘

的最種

一法、

0

9鋅%0，濕銅

05050505050，量2是）、

0.99887766551物為

0..........候的測

09999999999入.合式鉆

19999999999時(shí)定預(yù)、

C化布

岑回田雄的穩(wěn)擬鐵

%/榔加位排

量S模有

配較子?

定J%，含

0種電慶

一H1比還

1多價(jià)大

到N（相，

.成的江

達(dá)②鋅

時(shí)B形子龍

S”和黑化

銅能原?

）①4硫

,除子n2

H%鍵Z0為

知N度0原2

可（01n位態(tài)（分

圖當(dāng)深Z配基成

“..0

由①②A⑸①②1要

尾氣

已知：焙燒后的氧化物主要有ZnO、PbO、CuO、Fe2O3>CO2O3、CdO

⑴銅原子的價(jià)層電子排布圖為。

(2)“酸浸”中濾渣主要成分為o

(3)“一段沉積”和“二段沉積”剛開始加入鋅粉時(shí)，反應(yīng)速率較小，然后反應(yīng)速率顯著增大，請解釋產(chǎn)生此現(xiàn)

象的原因：0

(4)邛一蔡酚凈化除鉆”先是NaNCh把Co?+氧化成Co3+,并生成NO,C03+與有機(jī)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成紅褐色

穩(wěn)定鰲合物沉淀。寫出Co?+被氧化的離子方程式：。

(5)純凈的硫化鋅是半導(dǎo)體鋰離子電池負(fù)極材料。在充電過程中，發(fā)生合金化反應(yīng)生成LiZn(合金相)，同時(shí)

負(fù)極材料晶胞的組成變化如圖所示。

OS2-°Zn2+?Zn2+或Li+

①充電過程中ZnS到LixZnyS的電極方程式為(x和y用具體數(shù)字表示)。

②若Li2s的晶胞參數(shù)為ann,則EF間的距離為nm。

11.(2024?山東聊城?二模)一種利用濕法煉鋅凈化渣回收鉆并制備堿式碳酸鋅的工藝如下圖所示，已知凈

化渣含有較多的Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Co(II)、Fe(II)、Ni(II)的硫酸鹽及氫氧化物(“II”指相應(yīng)元素的化合

價(jià)為+2價(jià))。

硫酸Na2sNa2S2O8(aq)Zn粉

Na2CO3(aq)

凈化渣，常壓浸出硫化沉淀—>氧化、沉鉆一>還原->ZnSO4(aq)-------------^ZnCOs-xZnCOHh

浸出渣銅渣Co(OH)3濾渣一>鉆產(chǎn)品

9129

已知：298K,Ksp(CuS)=10-352,KKH?S)=10-?-,Ka2(H2S)=10。

(1)浸出渣主要成分為o

(2)大多數(shù)金屬硫化物都難溶于水，選擇Na2s除銅的原因是,若加入Na2s后溶液中

2+_7-11

c(Cu)?1.0xl0mol/L,c(H2S)?1.0xl0mol/L,則溶液的pH約為0

(3)研究加入Na2s后溫度和時(shí)間對金屬脫除率的影響，所得曲線如下圖所示。

10oFe

%8o

/

M6o

^

雷4oco

嚶

十2o

01--------1r工——-------101--------1-------1---------1--------1--------1

020406080100012345

溫度FC時(shí)間/h

溫度對金屬脫除率的影響時(shí)間對金屬脫除率的影響

金屬脫除是指溶液中的二價(jià)金屬離子被氧化后形成氫氧化物沉淀而除去。由圖可知“氧化沉鉆”適宜的條件

是,Co(OH)3濾渣中還含有。

(4)在適宜的條件下，加入NaAzOg并調(diào)節(jié)溶液PH至5.0~5.2,反應(yīng)生成Co(OH)3的離子方程式為。

以It濕法煉鋅凈化渣(Co的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w%)為原料提取出mkgCo(OH)3,在提取過程中鉆的損失率為

%(填含w、m的表達(dá)式)。

12.(24-25高三上?福建?模擬預(yù)測)實(shí)驗(yàn)室利用廢棄舊電池的銅帽(主要成分為Zn和Cu)回收Cu并制備ZnO

的實(shí)驗(yàn)流程如下：

通人空氣NaOH溶液Zn粉純堿溶液

電池銅帽

稀鹽酸濾渣濾液

回答下列問題:

⑴“溶解”時(shí)Cu發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

(2)“溶解”時(shí)溫度不宜過高，原因是o

⑶用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=2的目的是。

(4)“置換”過程中反應(yīng)產(chǎn)生“濾渣”的離子方程式是

(5)“沉鋅”時(shí)生成堿式碳酸鋅［ZnCOs-xH。］,堿式碳酸鋅在空氣中加熱最終可轉(zhuǎn)化為ZnO,過程

原固體的需舞臺體的蟹x1。。％。

中固體質(zhì)量隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示，已知：固體失重率=

原固體的質(zhì)量

100%

蜩90%

螞

昌

及80%

晅

眼

70%

0100200300400500600

溫度汽

①ZnCO3-2Zn(OH)2-xH2O中x=o

②固體失重率為20.06%時(shí)，所得固體的化學(xué)式為。

(6)ZnO為兩性氧化物，能與燒堿溶液反應(yīng)生成Na2［Zn(OH)』，反應(yīng)的離子方程式為。

⑺近年來電池研究領(lǐng)域涌現(xiàn)出“紙電池”，它像紙一樣輕薄柔軟，其結(jié)構(gòu)如圖所示(a極為MnC^b極為Zn)。

人們將堿性鋅鎬干電池的原理Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)制成了“紙電池”，電池由ZnO和HQ

組成電解液。下列說法錯(cuò)誤的是(填標(biāo)號)。

A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B.a極作正極，其電極反應(yīng)式為MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OfT

C.b極作負(fù)極，其電極反應(yīng)式為Zn-2e.+2OH-=ZnO+H2。

D.當(dāng)電解液中有O.lmol電子經(jīng)過時(shí)，理論上有O.lmolMnO2被還原

13.(24-25高三上?江西宜春?模擬預(yù)測)以廢干電池［主要含MnCh、MnOOH、Zn、Zn(OH)2,Fe、KOH］和

鈦白廠廢酸(主要含H2so4,還有少量Ti3+、Fe2\Ca2\Mg2+等)為原料，制備錦鋅鐵氧體［MnxZn-FezCU］

的流程如下：

11o

已知：①25℃時(shí)，Ksp(MgF2)=7.5xlO-,Ksp(CaF2)=1.5xlO-i;酸性較弱時(shí)，MgF2>CaF2均易形成［MF/』

配離子(M代表金屬元素)；

②(NH4)2S2O8在煮沸時(shí)易分解

(1)酸浸過程中含鎰物質(zhì)被溶液中的FeS04還原為Mn2+,其中MnCh參與反應(yīng)的離子方程式為=

⑵氧化時(shí)加入H2O2將Ti3+、Fe2+氧化，再加入Na2cCh調(diào)節(jié)溶液pH為1?2,生成偏鈦酸(IhTiCh)和黃鉀鐵

磯［K2Fe6(SO4)4(OH)i2］沉淀，使得鈦、鉀得以脫除。

①加入Na2cCh生成黃鉀鐵硯的離子方程式為。

②若加入Na2cCh過多，將導(dǎo)致產(chǎn)品的產(chǎn)率下降，其原因是o

(3)①氟化過程中溶液pH與鈣鎂去除率關(guān)系如圖1所示。當(dāng)2.5<pH<4.0時(shí)，溶液pH過高或過低，Ca2\

Mg2+去除率都會下降，其原因是。

pH

圖1

②氟化后，溶液中空0為___________

c(Ca)

③CaF2晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，若該立方晶胞參數(shù)為apm,NA為阿伏加德羅常數(shù)：計(jì)算晶體的密度為

g?cm-3(列出表達(dá)式)o

(4)共沉淀前，需測定溶液中鎰元素含量。先準(zhǔn)確量取1.00mL氟化后溶液于錐形瓶中，加入少量硫酸、磷

酸和硝酸銀(Ag+是催化劑)溶液振蕩；將溶液加熱至80℃,