Question

工業(yè)上用閃鋅礦（主要成分為ZnS，還含有CdS、Fe₂O₃等雜質(zhì)）為原料生產(chǎn)ZnSO₄?7H₂O的工藝流程如下：（己知Cd的金屬活動(dòng)性介于Zn和Fe之間）

（1）從濾渣A中可獲得一種淡黃色非金屬單質(zhì)的副產(chǎn)品，其化學(xué)式為_(kāi)_____．
（2）浸取過(guò)程中Fe₂（SO₄）₃的作用是______，浸取時(shí)Fe₂（SO₄）₃與ZnS發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____．
（3）除鐵過(guò)程控制溶液的pH在5.4左右，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____．該過(guò)程在空氣入口處設(shè)計(jì)了一個(gè)類似淋浴噴頭的裝置，其目的是______．
（4）置換法除重金屬離子是Cd²⁺，所用物質(zhì)C為_(kāi)_____．
（5）硫酸鋅的溶解度與溫度之間的關(guān)系如下表：

溫度/℃	0	20	40	60	80	100
溶解度/g	41.8	54.1	70.4	74.8	67.2	60.5

從除重金屬后的硫酸鋅溶液中獲得硫酸鋅晶體的實(shí)驗(yàn)操作為_(kāi)_____、______、過(guò)濾、干燥．

Answer 1

解：（1）依據(jù)流程轉(zhuǎn)化關(guān)系分析判斷，加入的硫酸鐵具有氧化性能溶解氧化硫化鋅、硫化鎘，從濾渣A中可獲得一種淡黃色非金屬單質(zhì)的副產(chǎn)品為氧化產(chǎn)物為硫，
故答案為：S；
（2）依據(jù)流程反應(yīng)和生成硫單質(zhì)可知，硫酸鐵具有氧化性能氧化硫化鋅和 硫化鎘，生成單質(zhì)硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₂（SO₄）₃+ZnS=ZnSO₄+2FeSO₄+S，
故答案為：做氧化劑； Fe₂（SO₄）₃+ZnS=ZnSO₄+2FeSO₄+S；
（3）除鐵過(guò)程控制溶液的pH在5.4左右，利用空氣中氧氣氧化亞鐵離子生成FeOOH，反應(yīng)的兩種方程式為：4Fe²⁺+O₂+6H₂O=4FeOOH+8H⁺；在空氣入口處設(shè)計(jì)了一個(gè)類似淋浴噴頭的裝置是為了中等與空氣的接觸面積增大反應(yīng)速率，
故答案為：4Fe²⁺+O₂+6H₂O=4FeOOH+8H⁺；增大空氣與溶液的接觸面積，加快反應(yīng)速率；
（4）制備實(shí)驗(yàn)方案是制取ZnSO₄?7H₂O，依據(jù)除雜不能引入新的雜質(zhì)，Cd的金屬活動(dòng)性介于Zn和Fe之間，所以加入鋅可以置換鎘，
故答案為：Zn；
（5）依據(jù)圖表中硫酸鋅的溶解度與溫度之間的關(guān)系分析，低溫和高溫溶解度都不是最大，只有在60°C硫酸鋅的溶解度最大74.8g，通過(guò)加熱蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶會(huì)最大程度得到晶體，
故答案為：60℃條件下蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶．
分析：（1）硫酸鐵具有氧化性和硫化鋅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成淡黃色非金屬單質(zhì)硫；
（2）加入硫酸鐵和硫酸是為了溶解氧化鐵、硫化鋅、硫化鎘獲得生產(chǎn)硫酸鋅晶體和硫酸亞鐵晶體的原料；其中硫酸鐵氧化硫化鋅；
（3）除鐵是利用空氣中氧氣氧化亞鐵離子生成FeOOH，在空氣入口處設(shè)計(jì)了一個(gè)類似淋浴噴頭的裝置，依據(jù)增大物質(zhì)接觸面積會(huì)加快反應(yīng)速率；
（4）依據(jù)置換反應(yīng)的反應(yīng)條件是活潑金屬進(jìn)行置換，結(jié)合制備實(shí)驗(yàn)方案是制取ZnSO₄?7H₂O，依據(jù)除雜不能引入新的雜質(zhì)，Cd的金屬活動(dòng)性介于Zn和Fe之間分析；
（5）依據(jù)溶解度與溫度的 關(guān)系分析，低溫和高溫都不利于晶體的析出，適宜的溫度是60℃．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備方案的流程分析和反應(yīng)判斷，實(shí)驗(yàn)流程信息應(yīng)用，物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．