Question

【題目】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、FeCO3MgO、CaO等，生產(chǎn)工藝流程圖如下：

（1）將菱鋅礦研磨成粉的目的是_____。

（2）完成“氧化除鐵”步驟中反應的離子方程式：□Fe(OH)2+□____+□_____=□Fe(OH)3+□CI-

（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，摩爾質(zhì)量為89g/mol，化學式是_______。以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時針鐵礦轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2，該電池放電反應的化學方程式是__________。

（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______。

沉淀化學式	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）工業(yè)上從“濾液3”制取MgO過程中，合適的反應物是______(選填序號)。

a．大理石粉 b．石灰乳 c．純堿溶液 d．氨水

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

（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________(用代數(shù)式表示)

Answer 1

【答案】（1）增大反應物接觸面積(或增大反應速率或使反應更充分)。

（2）2Fe(OH)2+2ClO-+H2O=2Fe(OH)3+Cl-

（3）FeO(OH)(或其它合理答案)；3FeO(OH)+Al+NaOH+H2O=NaAlO2+3Fe(OH)2

（4）8.0≤pH<10.4(或其它合理答案)（5）bd

（6）蒸發(fā)(濃縮)、(冷卻)結晶(或其它合理答案)（7）125m2/99m1(或其它合理答案)

【解析】

試題分析：（1）將菱鋅礦研磨成粉可以增加反應時的接觸面積，使得反應更加充分，故答案為：增大反應物接觸面積或增大反應速率或使反應更充分；

（2）流程中“氧化除鐵”是加入漂白粉，方程式后面產(chǎn)物中又有氯離子，可知氧化劑是ClO-，觀察方程式前后可以推出還要加入水分子，故答案為：2Fe(OH)2+ClO-+H2O═2Fe(OH)3+Cl-；

（3）化學式量為89，組成元素是Fe、O、H，其中鐵的相對原子量為56，扣掉56剩下33，化學式中只能含有2個氧原子和1個氫原子，所以可能的組成為FeO(OH)，以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時針鐵礦轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2，該電池放電反應的化學方程式是3FeO(OH)+Al+NaOH+H2O=NaAlO2+3Fe(OH)2，故答案為：FeO(OH)(或其它合理答案)；3FeO(OH)+Al+NaOH+H2O=NaAlO2+3Fe(OH)2；

（4）調(diào)節(jié)濾液2的PH要想生成Zn(OH)2沉淀而不生成Mg(OH)2，必須知道Mg(OH)2開始沉淀時的pH、Zn(OH)2開始沉淀時的pH，Mg(OH)2沉淀完全時的pH、Zn(OH)2沉淀完全時的pH，pH應介于8.0≤pH＜10.4，故答案為：8.0≤pH＜10.4；

（5）從“濾液3”制取MgO過程中，應先生成Mg(OH)2，溶液堿性應較強，bd符合，而純堿溶液水解呈堿性，堿性較弱，故答案為：bd；

（6）“濾液4”之后的操作目的是得到純凈的固體，應將溶液蒸發(fā)、結晶、過濾后洗滌并干燥，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶；

（7）設碳酸鋅的質(zhì)量為m，利用關系式法計算：

ZnCO3----Zn(OH)2

125 99

m m2

ZnCO3的質(zhì)量為，ZnCO3的質(zhì)量分數(shù)為，故答案為：。