Question

【題目】硫酸鋅是一種重要的工業(yè)原料，廣泛用于農(nóng)業(yè)、化工、電鍍等行業(yè)。工業(yè)上由鋅渣(主要成分為ZnO、FeO、CuO、PbO等)等工業(yè)廢料生產(chǎn)ZnSO4·7H2O的流程如下：

(1)“溶浸”操作中，寫出加快“鋅渣”“溶浸”速率的兩種措施_____________。

(2)“濾渣A”的主要成分是________；“濾渣C”的主要成分是________。

(3)“反應Ⅰ”中①，先加入NaClO反應的離子方程式為____________；“反應Ⅰ”中②，再加入NaOH調(diào)節(jié)溶液pH約為_________，則濾液中Fe元素濃度小于4×105mol·L－1，而基本存在于“濾渣B”中。(Ksp[Fe(OH)3]=4×1038)

(4)“反應Ⅱ”中，加入的鋅粉需用少量稀硫酸處理，原因是_________。

(5)在實驗室中，由濾液獲得ZnSO4·7H2O晶體的具體實驗操作有_____________。

(6)取28.7g ZnSO4·7H2O加熱至不同溫度，剩余固體的質(zhì)量如下表：

溫度/℃	100	250	680	930
質(zhì)量/g	17.90	16.10	13.43	8.10

則680℃時所得固體的化學式為_________(填字母標號)。

A.ZnO B.ZnSO4 C. Zn3O(SO4)2 D.ZnSO4·H2O

Answer 1

【答案】鋅渣粉碎成粉末、適當提高溫度、適當提高硫酸濃度、攪拌 PbSO4 Cu、(Zn) 2Fe2++ClO+2H+=2Fe3++Cl+H2O 3 除去鋅粉表面的氧化膜 蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌 C

【解析】

氧化鋅礦(主要成分為ZnO、FeO、CuO、PbO等)加稀硫酸溶解，過濾，濾渣A為難溶物硫酸鉛，濾液中主要含有硫酸鋅、硫酸銅、硫酸亞鐵等；加NaClO氧化亞鐵離子，加NaOH溶液生成氫氧化鐵沉淀，過濾；此時濾液中含有硫酸銅、硫酸鋅和硫酸鈉，加鋅粉置換銅離子，過濾，濾渣為Cu可能含有Zn，濾液主要為硫酸鋅和硫酸鈉，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌得到ZnSO47H2O晶體，以此解答該題。

(1)鋅渣粉碎成粉末、適當提高溫度、適當提高硫酸濃度、攪拌等措施都可以加快“鋅渣”“溶浸”速率；

(2)濾渣A為難溶物PbSO4；濾渣C為被置換出來的銅和過量的鋅；

(3)“反應Ⅰ”中①，加入NaClO氧化亞鐵離子生成鐵離子，自身被還原成氯離子，根據(jù)電子守恒和元素守恒可得離子方程式為2Fe2++ClO+2H+=2Fe3++Cl+H2O；Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH)，當c(Fe3+)=4×105mol·L－1時，c(OH)==10-11mol/L，所以溶液的pH值為3；

(4)鋅粉為活潑金屬，容易被空氣氧化，形成氧化膜，稀硫酸可以除去鋅粉表面的氧化膜；

(5)從溶液中獲取晶體，一般需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌等步驟；

(6)28.70 g ZnSO47H2O的物質(zhì)的量為0.1mol，由Zn元素守恒可知，可以生成0.1molZnSO4H2O或ZnSO4或ZnO，或molZn3O(SO4)2；
若得ZnSO4H2O的質(zhì)量為17.90g(100℃)；
若得ZnSO4的質(zhì)量為16.10g(250℃)；
若得Zn3O(SO4)2的質(zhì)量約為13.43g(680℃)；

若得ZnO的質(zhì)量為8.10g(930℃)；
綜上所述答案為C。