【化学—选修3：物质结构与性质】CuSO4在活化闪锌矿（主要成分是ZnS）方面有重要作用，...

【化学—选修3：物质结构与性质】CuSO4在活化闪锌矿（主要成分是ZnS）方面有重要作用，主要是活化过程中生成CuS、Cu2S等一系列铜的硫化物活化组分。

（1）Cu2＋基态的电子排布式可表示为　　　　　　　　　　　　　　　 ；

（2）SO42－的空间构型为　　　　　　　　　 (用文字描述)；中心原子采用的轨道杂化方式是　　　 ；写出一种与SO42－互为等电子体的分子的化学式：　　　　　　　 ；

（3）向CuSO4 溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu (OH)4 ]2－。不考虑空间构型，

[Cu(OH)4] 2－的结构可用示意图表示为　　　　　　　　　　　　　　 ；

（4）资料显示ZnS为难溶物，在活化过程中，CuSO4能转化为CuS的原因是　　　　　　　 。

（5）CuS比CuO的熔点　　　　　　　 （填高或低），原因是　　　　　　　　　　　　　 。

（6）闪锌矿的主要成分ZnS，晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0pm，密度为________(列式并计算)，a位置S2－离子与b位置Zn2＋离子之间的距离为______________pm(列式表示)。

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工业上主要采用软锰矿和闪锌矿联合生产MnO2和锌。软锰矿主要成分为MnO2；还含少量Al2O3和SiO2杂质。闪锌矿主要成分为ZnS，还含少量FeS、CuS杂质。现用稍过量的软锰矿和闪锌矿为原料，经过一系列处理后分别在两个电极生成产品“MnO2和锌”。工艺流程如下：

已知：Ⅰ：金属硫化物、硫酸、二氧化锰三者发生的反应均是氧化还原反应。

例如：MnO2+ZnS+2H2SO4MnSO4+ZnSO4+S+2H2O.

Ⅱ：4X-+Mn2+MnX42-，X-不参与电极反应。Zn2+与X-不反应。

Ⅲ：各种金属离子完全沉淀的pH如下表：

回答下列问题：

（1）操作I的名称是_____________________。

（2）物质C是MnO2和ZnO的混合物。加入物质C充分作用后，过滤，所得固体的成分是________(用化学式表示)。

（3）电解溶液D的装置如下图所示，两个电极都是惰性电极。

①硫酸钠的作用是________________________。

②b电极的电极反应式是______________________。a电极的电极反应式是_______________________。

（4）若一定质量的闪锌矿中含1.76kgFeS，则在上述流程中1.76kgFeS消耗MnO2的质量为_______kg。

（5）现有0.4mol/L Mn(NO3)2、 0.8mol/LZn(NO3)2的混合溶液100mL，向该混合液中逐滴加入Na2S溶液，当MnS沉淀一定程度时，测得c(Mn2+)=2.0×10-3 mol/L，则此时c(Zn2+)=________[已知Ksp(ZnS)=1.3×10-24，Ksp(MnS)=2.6×10-13]

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软锰矿的主要成分为MnO2，含少量Al2O3和SiO2。闪锌矿主要成分为ZnS，含少量FeS、CuS、CdS杂质。现以软锰矿和闪锌矿为原料制备MnO2和Zn，其简化流程如下（中间产物的固体部分已经略去）。

已知： Ⅰ．矿石中所有金属元素在滤液A中均以离子形式存在。

Ⅱ．各种金属离子完全沉淀的pH如下表：

回答下列问题：

（1）步骤①中发生多个反应，其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出，溶液变为棕黄色，写出MnO2、FeS与硫酸共热发生反应的化学方程式______。

（2）步骤③中MnO2的其作用是______，另外一种物质X可以是______。

A．MgCO3　　　　 B．ZnO　　　　 C．MnCO3　　　　 D．Cu(OH)2

（3）MnO2与Li构成LiMnO2，它可作为某锂离子电池的正极材料，电池反应方程式为： Li1-xMnO2+LixC6=LiMnO2+6C，写出该锂离子电池的正极电极反应式______。MnO2可做超级电容器材料，用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是______.

（4）已知：H2S的电离常数K1=1.3×10―7，K2=7.0×10―15，在废水处理领域中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去，向含有0.020 mol·L―1Mn2+废水中通入一定量的H2S气体，调节溶液的pH=a，当HS―浓度为1.0×10―4 mol·L―1时，Mn2+开始沉淀，则a=______。[已知：Ksp(MnS)=1.4×10―15]

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软锰矿的主要成分为MnO2，含少量Al2O3和SiO2。闪锌矿主要成分为ZnS，含少量FeS、CuS、CdS杂质。现以软锰矿和闪锌矿为原料制备MnO2和Zn，其简化流程如下（中间产物的固体部分已经略去）。

已知： Ⅰ．矿石中所有金属元素在滤液A中均以离子形式存在。

Ⅱ．各种金属离子完全沉淀的pH如下表：

回答下列问题：

（1）步骤①中发生多个反应，其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出，溶液变为棕黄色，写出MnO2、FeS与硫酸共热发生反应的化学方程式______。

（2）步骤③中MnO2的其作用是______，另外一种物质X可以是______。

A．MgCO3　　　　 B．ZnO　　　　 C．MnCO3　　　　 D．Cu(OH)2

（3）MnO2与Li构成LiMnO2，它可作为某锂离子电池的正极材料，电池反应方程式为： Li1-xMnO2+LixC6=LiMnO2+6C，写出该锂离子电池的正极电极反应式______。MnO2可做超级电容器材料，用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是______.

（4）已知：H2S的电离常数K1=1.3×10―7，K2=7.0×10―15，在废水处理领域中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去，向含有0.020 mol·L―1Mn2+废水中通入一定量的H2S气体，调节溶液的pH=a，当HS―浓度为1.0×10―4 mol·L―1时，Mn2+开始沉淀，则a=______。[已知：Ksp(MnS)=1.4×10―15]

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中国的锰矿石和锌矿石产地在云南、广东、青海等。软锰矿是一种常见的锰矿石，其主要成分是MnO2，含少量Al2O3和SiO2。闪锌矿主要成分是ZnS，含少量FeS、CuS、CdS等杂质，晶体属于六方晶系。现以软锰矿和闪锌矿为原料制备MnO2和Zn，其简化流程如下。

已知：Ⅰ．矿石中所有金属元素在滤液A中均以离子形式存在。

Ⅱ．各种金属离子完全沉淀的pH如下表：

回答下列问题：

（1）步骤①中MnO2、CuS与硫酸共热时有淡黄色物质析出，请写出该反应的化学方程

式___________________。

（2）步骤②加入适量金属锌是为了回收金属，回收金属的主要成分是_________________。

（3）步骤③中MnO2的作用是________________，另外一种物质X可以是__________。

A．ZnO　　　　　　　 B．MgO　　　　　　 Ｃ．Cu2(OH)2CO3　　　　　　 D．MnCO3

（4）锂离子电池的正极材料有多种，其中MnO2与Li构成LiMnO2是一种常见的正极材料。电池反应方程式为：Li1-xMnO2+LixC6=LiMnO2+6C，写出该锂离子电池的正极电极反应式_____________________。

已知：HCN的电离常数K=4.9×10－10，H2S的电离常数K1=1.3×10－7，K2=7.0×10－15，

向NaCN溶液中通入少量的H2S气体，反应的离子方程式为_______________________。

在废水处理领域中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去，向含有0.020 mol·L－1 Mn2+废水

中通入一定量的H2S气体，调节溶液的pH=a，当HS－浓度为1.0×10―4 mol·L－1时，Mn2+开始沉淀，则a=________。[已知：Ksp(MnS)=1.4×10－15]

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对于下列化学平衡在一定条件下发生移动的描述，不正确的是

A. Cl2+H2OHCl+HClO，氯水中加入碳酸钙，漂白性增强

B. ZnS + Cu2+CuS + Zn2+，闪锌矿(ZnS)遇CuSO4溶液转化为铜蓝(CuS)

C. 2NO2N2O4 ΔH＜0，将装有NO2的玻璃球浸入热水中，红棕色变浅

D. Cr2O72－(橙色)+H2O2CrO42－(黄色) +2H+，K2Cr2O7溶液中滴加几滴浓硫酸，橙色加深

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对于下列化学平衡在一定条件下发生移动的描述，不正确的是

A. Cl2+H2OHCl+HClO，氯水中加入碳酸钙，漂白性增强

B. ZnS + Cu2+CuS + Zn2+，闪锌矿(ZnS)遇CuSO4溶液转化为铜蓝(CuS)

C. 2NO2N2O4 ΔH＜0，将装有NO2的玻璃球浸入热水中，红棕色变浅

D. Cr2O72－(橙色)+H2O2CrO42－(黄色) +2H+，K2Cr2O7溶液中滴加几滴浓硫酸，橙色加深

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对于下列化学平衡在一定条件下发生移动的描述，不正确的是

A.Cl2+H2OHCl+HClO，氯水中加入碳酸钙，漂白性增强

B.ZnS + Cu2+CuS + Zn2+，闪锌矿(ZnS)遇CuSO4溶液转化为铜蓝(CuS)

C.2NO2N2O4 ΔH＜0，将装有NO2的玻璃球浸入热水中，红棕色变浅

D.Cr2O72－(橙色)+H2O2CrO42－(黄色) +2H+，K2Cr2O7溶液中滴加几滴浓硫酸，橙色加深

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对于下列化学平衡在一定条件下发生移动的描述，不正确的是

A.Cl2+H2OHCl+HClO，氯水中加入碳酸钙，漂白性增强

B.ZnS + Cu2+CuS + Zn2+，闪锌矿(ZnS)遇CuSO4溶液转化为铜蓝(CuS)

C.2NO2N2O4 ΔH＜0，将装有NO2的玻璃球浸入热水中，红棕色变浅

D.Cr2O72－(橙色)+H2O2CrO42－(黄色) +2H+，K2Cr2O7溶液中滴加几滴浓硫酸，橙色加深

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闪锌矿的主要成分为ZnS（还含有少量FeS等其他成分），以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：

(l)闪锌矿焙烧过程中产生的出炉烟气可净化制酸，用于浸出操作。制酸过程中的主要化学方程式为_______。

(2)浸出操作中Fe3+浓度较高，需先加入SO2或ZnS将Fe3+还原为Fe2+，再以ZnO调整溶液酸度，将Fe2+转化成针铁矿( FeOOH)沉淀形成浸出渣。则Fe2+沉淀过程的总化学方程式为_____________。

(3)已知净化操作后的滤液中c(Zn2+)=0.2 mol/L，将该滤液与0.4 mol/L的Na2S溶液等体积混合，充分反应后，混合溶液中c(Zn2+)=_______（ZnS的溶度积帝数Ksp=1. 20×10-23）

(4)净化操作后的滤液加入阴极室内进行电沉积可得到纯锌，原理如右图所示：

①阳极的电极反应式为___________。

②以乙醚(C2H5OC2H5)空气燃料电池为电源电沉积制取纯锌时，阴极室内沉积1.3g锌，理论上乙醚-空气燃料电池消耗____g乙醚。

(5)上述冶炼工艺中的焙烧过程易导致空气污染。采用“氧压酸浸”流程，既可省略焙烧过程又可获得一种非金属单质。“氧压酸浸”流程中发生的主要反应的离子方程式为___________________。

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