Question

14分）硫酸鋅可作為食品鋅強化劑的原料。工業(yè)上常用菱鋅礦生產(chǎn)硫酸鋅，菱鋅礦的主要成分是ZnCO₃，并含少量的Fe₂O₃ 、FeCO₃  MgO、CaO等，生產(chǎn)工藝流程示意如下：

（1）   將菱鋅礦研磨成粉的目的是                         。

（2）   完成“氧化除鐵”步驟中反應(yīng)的離子方程式：

□Fe(OH)₂+□____+□_____==□Fe(OH)₃ +□Cl^-

 (3)針鐵礦（Goethite）是以德國詩人歌德（Goethe）名字命名的，組成元素是Fe、O和H，化學(xué)相對分子質(zhì)量為89，化學(xué)式是_______。

（4）根據(jù)下表數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)“濾液2”的pH時，理論上可選用的最大區(qū)間為______。

	Mg(OH)2	Zn(OH)2	MgCO3	CaCO3
開始沉淀的pH	10.4	6.4	—	—
沉淀完全的pH	12.4	8.0	—	—
開始溶解的pH	—	10.5	—	—
Ksp	5.6×	—	6.8×	2.8×

（5）“濾液4”之后的操作依次為______、_______、過濾，洗滌，干燥。

（6）抽濾裝置如下圖所示，該裝置中的錯誤之處是___________；抽濾完畢或中途需停止抽濾時，應(yīng)先_________________________，然后_______________________。

（7）分析圖中數(shù)據(jù)，菱鋅礦粉中ZnCO₃的質(zhì)量分數(shù)不低于________。

 

Answer 1

（1）增大反應(yīng)物的接觸面積

(2) 2Fe(OH)₂+ Cl^－ + H₂O ==2 Fe(OH)₃+CI^－

(3)  FeO(OH)   。（4） [8.0 10.4) 。 （5）蒸發(fā)濃縮 、冷卻結(jié)晶。

（6）布氏漏斗的頸面斜口未朝向抽濾瓶的支管口 ；斷開連接安全瓶與抽氣裝置間的橡皮管、關(guān)閉抽氣裝置中的水龍頭。   

（7）125m2/81m1

解析:（1）菱鋅礦研磨成粉后可以增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率。

（2）根據(jù)鐵元素的化合價變化可知氫氧化亞鐵是還原劑，氫氧化鐵是氧化產(chǎn)物。則氯離子是還原產(chǎn)物，所以氧化劑是氯氣。根據(jù)得失電子守恒可進行配平。

（3）鐵的相對原子質(zhì)量是56，所以只能含有1個鐵原子，89－56＝33，所以化學(xué)式應(yīng)為FeO(OH)。

（4）調(diào)節(jié)pH的目的是得到氫氧化鋅沉淀，而鎂離子留在溶液中，所以pH的最大范圍是8.0～10.4.

（5）濾液4中含有硫酸鋅，要得到硫酸鋅晶體，需要蒸發(fā)濃縮然后冷卻結(jié)晶，最后過濾即可。

（6）根據(jù)裝置圖可知布氏漏斗的頸面斜口未朝向抽濾瓶的支管口，是錯誤的。抽濾完畢或中途需停止抽濾時應(yīng)先斷開連接安全瓶與抽氣裝置間的橡皮管，然后關(guān)閉抽氣裝置中的水龍頭。

（7）根據(jù)轉(zhuǎn)化圖可知沉淀2氫氧化鋅來自于礦石中，氧化鋅是m₂g，則碳酸鋅的質(zhì)量是125m₂g/81，所以菱鋅礦粉中ZnCO₃ 的質(zhì)量分數(shù)不低于125m₂g/81÷m₁＝125m₂g/81m₁。