Question

（16分）工業(yè)上利用鋅焙砂（主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等氧化物雜質(zhì)）制取金屬鋅的流程如圖所示。

（1）提高酸浸效率的措施為_________________________________（任答一條即可）；酸浸時H+與難溶固體ZnFe2O4反應的離子方程式為___________________。

（2）凈化Ⅰ中H2O2參與反應的離子方程式為____________________________；X可選擇的試劑為______（寫化學式）。凈化Ⅱ中Y為_____________（寫化學式）。

（3）電解法制備鋅的裝置如圖甲所示：

則電解槽中盛有的電解質(zhì)溶液為______（填字母）。

a．ZnCl2溶液 b．Zn(NO3)2溶液 c．ZnSO4溶液

根據(jù)圖甲中的數(shù)據(jù)，可求得電解過程中電流的有效利用率為_________。

（4）使用含有[Zn(OH)4]2-的強堿性電鍍液進行鍍鋅防腐蝕，可得到細致的光滑鍍層，電鍍時陰極電極反應式_____________________。以鋅為負極，采用犧牲陽極法防止鐵閘的腐蝕，圖乙中鋅塊的固定位置最好應在_____處（填字母）。

Answer 1

（1）增大硫酸的濃度（2分，合理即給分）（或升高溫度，或減小鋅焙砂顆粒大小，或空氣攪拌等）

ZnFe2O4+8H+=Zn2+ +2Fe3+ +4H2O（2分） （2）H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O（2分） ZnO（2分，合 理即給分） Cu（1分）（3）c（2分） 75%（2分）（4）[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-（2分） C（1分）

【解析】

試題分析：（1）提高酸浸效率就是加快反應速率，措施有增大硫酸的濃度、升高溫度、減小鋅焙砂顆粒大小等。H+與難溶固體ZnFe2O4反應的離子方程式為：ZnFe2O4+8H+=Zn2+ +2Fe3+ +4H2O。（2）由于有FeO、CuO等氧化物雜質(zhì)，所以酸浸后溶液中有Fe2+、 Cu2+，根據(jù)流程鐵以Fe(OH)3的形式沉淀，故Fe2+要被氧化，H2O2做氧化劑，反應的離子方程式為：H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O，溶液顯酸性Fe3+不能轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3，故加入X來調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，為了不引入新的雜質(zhì)最好加入ZnO或Zn（OH）2，凈化Ⅰ后溶液中還有Cu2+雜質(zhì)，加入Zn可以置換出Cu，故Y是Cu。（3）根據(jù)產(chǎn)生的H2、O2知道是溶液中的H+、OH-先放電，根據(jù)離子的放電順序知道電解質(zhì)溶液應該為ZnSO4溶液 ；根據(jù)4OH——4e—═ O2 ↑+ 2H2O,生成2mol的O2失去的電子為8mol，又根據(jù)：2H+ + 2e—═H2 ↑ ,生成1mol的H2 得到的電子為2mol，實際用于生成Zn的電子為8-2=6mol，故利用率為75% 。（4）用[Zn(OH)4]2-的強堿性電鍍液進行鍍鋅，知道Zn元素由+2價變?yōu)?價，發(fā)生還原反應，故在陰極上反應，電極反應為：[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，用Zn來保護鐵，根據(jù)圖示，安裝在鐵腐蝕最嚴重的地方效果最好，所以安在C區(qū)。

考點：化工流程題的額解題思維、離子方程式的書寫、電解池的工作原理、電極反應的書寫和金屬的防護。

考點分析： 考點1：離子方程式 考點2：電解池 考點3：物質(zhì)的制備 試題屬性

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