8 [2025江苏苏州中考]以闪锌矿[主要成分ZnS,少量FeS、CdS(硫化镉)]为原料制备硫酸锌的流程如下:

(1)“焙烧”时,金属硫化物(ZnS、FeS和CdS)与氧气反应均转化为金属氧化物和SO₂。写出ZnS与O₂高温反应的化学方程式:
(2)①“酸浸”时发生反应的基本反应类型为
②“酸浸”所得滤液中阳离子有Cd²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、
(3)“除铁”时发生反应:
反应$I 4FeSO₄+O₂+4H₂O\xlongequal{170℃}2Fe₂O₃↓+4H₂SO₄$
反应$Ⅱ Fe₂(SO₄)₃+3H₂O\xlongequal{170℃}Fe₂O₃↓+3H₂SO₄$
①除铁所得“滤渣2”的用途有
②铁元素化合价在反应I和反应Ⅱ前后的变化情况分别为
A. 升高 降低
B. 升高 不变
C. 不变 降低
D. 降低 升高
(4)“除镉过滤”前需先测定溶液中CdSO₄浓度,计算所需锌粉质量的理论值$[m_{理论}(Zn)]$。如图所示的是实际参加反应锌的质量与理论值之比$[\dfrac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}]$分别为1.2和1.0时,除镉率随时间的变化。

①金属活动性:Zn
②除镉率接近100%时,$\dfrac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}>1$的原因是
(1)“焙烧”时,金属硫化物(ZnS、FeS和CdS)与氧气反应均转化为金属氧化物和SO₂。写出ZnS与O₂高温反应的化学方程式:
2ZnS + 3O₂ $\xlongequal{高温}$ 2ZnO + 2SO₂
。(2)①“酸浸”时发生反应的基本反应类型为
复分解反应
。②“酸浸”所得滤液中阳离子有Cd²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、
H⁺、Zn²⁺
(填离子符号)。(3)“除铁”时发生反应:
反应$I 4FeSO₄+O₂+4H₂O\xlongequal{170℃}2Fe₂O₃↓+4H₂SO₄$
反应$Ⅱ Fe₂(SO₄)₃+3H₂O\xlongequal{170℃}Fe₂O₃↓+3H₂SO₄$
①除铁所得“滤渣2”的用途有
作炼铁原料(合理即可)
(写一种)。②铁元素化合价在反应I和反应Ⅱ前后的变化情况分别为
B
(填序号)。A. 升高 降低
B. 升高 不变
C. 不变 降低
D. 降低 升高
(4)“除镉过滤”前需先测定溶液中CdSO₄浓度,计算所需锌粉质量的理论值$[m_{理论}(Zn)]$。如图所示的是实际参加反应锌的质量与理论值之比$[\dfrac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}]$分别为1.2和1.0时,除镉率随时间的变化。
①金属活动性:Zn
>
(填“>”或“<”)Cd。②除镉率接近100%时,$\dfrac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}>1$的原因是
溶液中的硫酸消耗 Zn
。答案
8. (1) 2ZnS + 3O₂ $\xlongequal{高温}$ 2ZnO + 2SO₂ (2) ①复分解反应 ②H⁺、Zn²⁺ (3) ①作炼铁原料(合理即可) ②B (4) ①> ②溶液中的硫酸消耗 Zn
【解析】(1) 根据题目信息,“焙烧”时金属硫化物与氧气反应转化为金属氧化物和 SO₂,ZnS 与 O₂ 在高温条件下反应生成氧化锌和二氧化硫,反应的化学方程式为 2ZnS + 3O₂ $\xlongequal{高温}$ 2ZnO + 2SO₂。(2) ①“酸浸”时,金属氧化物与稀硫酸反应生成盐和水,是由两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应,属于复分解反应。②“酸浸”时,ZnO 与稀硫酸反应生成 ZnSO₄,加入了过量的稀硫酸,所以“酸浸”所得滤液中阳离子有 Cd²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺、Zn²⁺。(3) ①由题中信息可知,除铁所得“滤渣 2”是 Fe₂O₃,Fe₂O₃ 可以作为炼铁原料,也可以用作红色颜料等。②在反应Ⅰ中,铁元素从 FeSO₄ 中的 +2 价变为 Fe₂O₃ 中的 +3 价,化合价升高;在反应Ⅱ中,铁元素化合价不变,所以铁元素化合价在反应Ⅰ和反应Ⅱ前后的变化情况分别为升高、不变。故选 B。(4) ①在金属与盐溶液的反应中,通常活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来,锌能参与除镉,说明锌的金属活动性比镉强,即金属活动性:Zn > Cd。②除镉率接近 100%时,$\frac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}$ > 1,原因是溶液中的硫酸也会与锌反应,导致消耗的锌粉实际质量比所需锌粉的理论质量要大。
【解析】(1) 根据题目信息,“焙烧”时金属硫化物与氧气反应转化为金属氧化物和 SO₂,ZnS 与 O₂ 在高温条件下反应生成氧化锌和二氧化硫,反应的化学方程式为 2ZnS + 3O₂ $\xlongequal{高温}$ 2ZnO + 2SO₂。(2) ①“酸浸”时,金属氧化物与稀硫酸反应生成盐和水,是由两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应,属于复分解反应。②“酸浸”时,ZnO 与稀硫酸反应生成 ZnSO₄,加入了过量的稀硫酸,所以“酸浸”所得滤液中阳离子有 Cd²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺、Zn²⁺。(3) ①由题中信息可知,除铁所得“滤渣 2”是 Fe₂O₃,Fe₂O₃ 可以作为炼铁原料,也可以用作红色颜料等。②在反应Ⅰ中,铁元素从 FeSO₄ 中的 +2 价变为 Fe₂O₃ 中的 +3 价,化合价升高;在反应Ⅱ中,铁元素化合价不变,所以铁元素化合价在反应Ⅰ和反应Ⅱ前后的变化情况分别为升高、不变。故选 B。(4) ①在金属与盐溶液的反应中,通常活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来,锌能参与除镉,说明锌的金属活动性比镉强,即金属活动性:Zn > Cd。②除镉率接近 100%时,$\frac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}$ > 1,原因是溶液中的硫酸也会与锌反应,导致消耗的锌粉实际质量比所需锌粉的理论质量要大。
9 [2025湖南中考]Mg(OH)₂是一种良好的无机阻燃剂。以白云石(主要成分为MgCO₃和CaCO₃)为原料制备Mg(OH)₂的主要流程如图甲所示(部分产物略去),回答下列问题。


(1)为使白云石反应更充分,煅烧前可对白云石采取的措施是
(2)Mg(OH)₂产品的纯度受煅烧窑中煅烧温度的影响,Mg(OH)₂纯度与煅烧温度的关系如图乙所示,煅烧白云石最佳温度是
(3)反应器中CaO发生化合反应的化学方程式是
(1)为使白云石反应更充分,煅烧前可对白云石采取的措施是
粉碎
。(2)Mg(OH)₂产品的纯度受煅烧窑中煅烧温度的影响,Mg(OH)₂纯度与煅烧温度的关系如图乙所示,煅烧白云石最佳温度是
960
℃。(3)反应器中CaO发生化合反应的化学方程式是
CaO + H₂O = Ca(OH)₂
。答案
9. (1) 粉碎 (2) 960 (3) CaO + H₂O = Ca(OH)₂
【解析】(1) 为使白云石反应更充分,煅烧前可将白云石粉碎以增大反应物接触面积。(2) 由图乙可知,当温度为 960℃时,Mg(OH)₂ 的纯度最大,故煅烧白云石的最佳温度是 960℃。(3) 由图甲可知,CaO 与水发生化合反应,反应的化学方程式为 CaO + H₂O = Ca(OH)₂。
【解析】(1) 为使白云石反应更充分,煅烧前可将白云石粉碎以增大反应物接触面积。(2) 由图乙可知,当温度为 960℃时,Mg(OH)₂ 的纯度最大,故煅烧白云石的最佳温度是 960℃。(3) 由图甲可知,CaO 与水发生化合反应,反应的化学方程式为 CaO + H₂O = Ca(OH)₂。
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