工业上利用锌焙砂（主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）制取金属锌的流程如图所示．已知用惰性电极电解硫酸锌溶液，金属锌可以沉积在阴极上，但电解一般不够彻底

Question

工业上利用锌焙砂（主要含ZnO、ZnFe₂O₄，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）制取金属锌的流程如图所示．已知用惰性电极电解硫酸锌溶液，金属锌可以沉积在阴极上，但电解一般不够彻底．回答下列问题：

（1）酸浸时ZnFe₂O₄会生成两种盐，该反应的化学方程式为___．
（2）净化Ⅰ操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe²⁺氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀．
①氧化Fe²⁺可选择以下哪种试剂___．（填序号）
a．Fe₂O₃b．氯水    c．双氧水    d．稀硫酸
②25℃时，将浓度均为0.1mol/L的Ni²⁺、Fe³⁺混合溶液PH调节为3（溶液体积变化忽略不计），充分反应后两者浓度比 (c(Fe3+))/(c(Ni2+))=___（已知25℃，K_sp[Fe（ OH）₃]=4.0×10^-38、K_sp[Ni（ OH）₂]=1.0×10^-17）．
③净化Ⅰ生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是___．
（3）若没有净化Ⅱ操作，则对锌的制备带来的影响是___．
（4）写出电解发生的化学反应方程式___．
（5）本流程中可以循环利用的物质除锌外还有___．

Answer 1

（1）根据信息，酸浸时ZnFe₂O₄会生成两种盐，这两种盐分别为硫酸锌、硫酸铁，即ZnFe₂O₄与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸铁，反应的化学方程式为：ZnFe₂O₄+4H₂SO₄═ZnSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O，
故答案为：ZnFe₂O₄+4H₂SO₄═ZnSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O；
（2）①加入氧化剂将亚铁离子氧化生成铁离子，不能引入新装置，应加入H₂O₂，故答案为：c；
②PH调节为3，则c（OH^-）=10^-11mol/L，K_sp[Fe（ OH）₃]=4.0×10^-38、K_sp[Ni（ OH）₂]=1.0×10^-17，可知c（Fe³⁺）=(4.0×10-38)/((10-11)3)，c（Ni²⁺）=(1.0×10-17)/((10-11)2)，
则(c(Fe3+))/(c(Ni2+))=4.0×10^-10，
故答案为：4.0×10^-10；
③由于生成的Fe（OH）₃胶体（沉淀）具有吸附性，所以净化Ⅰ生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，故答案为：Fe（OH）₃胶体（沉淀）具有吸附性；
（3）由于锌焙砂中含有CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物，反应后溶液中存在铜离子，没有净化Ⅱ操作，电解制取的锌中会含有铜等杂质，
故答案为：制取的锌含铜等杂质；
（4）电解硫酸锌溶液生成硫酸、锌和氧气，电解方程式为2ZnSO₄+2H₂O(电解.)/()2H₂SO₄+2Zn+O₂↑，
故答案为：2ZnSO₄+2H₂O(电解.)/()2H₂SO₄+2Zn+O₂↑；
（5）通过制取金属锌的流程图示可以知道，可以循环利用的物质除锌外，含有硫酸、硫酸锌，
故答案为：H₂SO₄、ZnSO₄．