25.我國是世界上最早冶煉鋅的國家之一,有獨立的煉鋅發(fā)展史。在現(xiàn)代工業(yè)中,鋅在電池制造、合金生產(chǎn)等領(lǐng)域有著廣泛的用途。
已知:鋅的熔點420℃,沸點907℃。
Ⅰ.如圖是古代以爐甘石(ZnCO
3)為原料煉鋅的示意圖:
(1)泥罐內(nèi)的主要反應(yīng)為:
i.ZnCO
3(s)═ZnO(s)+CO
2(g)ΔH
1ii.CO
2(g)+C(s)═2CO(g)ΔH
2??????
總反應(yīng):ZnCO
3(s)+2C(s)═Zn(g)+3CO(g)ΔH
3利用ΔH
1和ΔH
2計算ΔH
3時,還需要利用
反應(yīng)的ΔH。
(2)c處收集到
(填“固”“液”或“氣”)態(tài)金屬鋅。a和b兩處小孔位于相反的位置,目的是
。
(3)通過觀察b處火焰可確定罐內(nèi)反應(yīng)狀態(tài)。正常時,火焰應(yīng)呈藍色,燃燒的物質(zhì)主要是
。當火焰呈藍綠色(Zn的焰色)時,可采取的措施是
。
Ⅱ.現(xiàn)代煉鋅主要采取濕法工藝。以閃鋅礦(主要成分為ZnS,還含鐵等元素)、軟錳礦(主要成分為MnO
2)為原料聯(lián)合生產(chǎn)鋅和高純度二氧化錳的一種流程如圖:
(4)浸出:加入FeSO
4能促進ZnS的溶解,提高鋅的浸出率,同時生成硫單質(zhì)。Fe
2+的作用類似催化劑,“催化”過程可表示為:
i:MnO
2+2Fe
2++4H
+=Mn
2++2Fe
3++2H
2O
ii:??????
①寫出ii的離子方程式:
。
②下列實驗方案可證實上述“催化”過程。將實驗方案補充完整。
a.向酸化的FeSO
4溶液中加入KSCN溶液,溶液幾乎無色,再加入少量MnO
2,溶液變紅。
b.
。
(5)除鐵:已知①進入除鐵工藝的溶液的pH約為3;②控制溶液pH為2.5~3.5,使鐵主要以FeOOH沉淀的形式除去。結(jié)合離子方程式說明,通入空氣需同時補充適量ZnO的理由是
。
(6)電解:總反應(yīng)(未配平):Zn
2++Mn
2++H
2O
Zn+MnO
2+H
+。若不考慮副反應(yīng),為了使電解液中的Zn
2+、Mn
2+均恰好完全反應(yīng),理論上需要再添加哪種離子?
(填“Zn
2+”、“Mn
2+”或“都不需要”)。