Question

（12分）硫酸鋅被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)藥領(lǐng)域。工業(yè)上由氧化鋅礦（主要成分為ZnO，另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等）生產(chǎn)ZnSO4·7H2O的一種流程如下：

⑴步驟Ⅰ包括酸浸和過濾兩個操作。

①酸浸時，需不斷通入高溫水蒸氣的目的是 。

②過濾時，為防止堵塞，過濾裝置需經(jīng)常用氫氧化鈉溶液清洗，其清洗原理是

（用化學(xué)方程式表示）。

⑵步驟Ⅱ中，在pH約為5.1的濾液中加入高錳酸鉀，生成Fe(OH)3和MnO(OH)2兩種沉淀，該反應(yīng)的離子方程式為 。

⑶步驟Ⅲ所得濾渣C的主要成分是 。

⑷取28.70 g ZnSO4·7H2O加熱至不同溫度，剩余固體的質(zhì)量變化如圖所示。

①步驟Ⅳ中的烘干操作需在減壓條件下進(jìn)行，其原因是 。

②680 ℃時所得固體的化學(xué)式為 。

a．ZnO b．Zn3O(SO4)2 c．ZnSO4 d．ZnSO4·H2O

 

Answer 1

⑴①升高溫度、使反應(yīng)物充分混合，以加快反應(yīng)速率

②H2SiO3+2NaOH＝Na2SiO3+2H2O

⑵3Fe2++MnO4—+8H2O＝3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H+

⑶Cu（Zn）

⑷①降低烘干的溫度，防止ZnSO4·7H2O分解 ②b （每空2分，共12分）

【解析】

試題分析：⑴①酸浸時，不斷通入高溫水蒸氣可使反應(yīng)液的溫度升高，使反應(yīng)物充分混合，以加快反應(yīng)速率。

②用氫氧化鈉溶液清洗過濾裝置，目的是使反應(yīng)生成的H2SiO3濾渣反應(yīng)生成Na2SiO3溶解除去。

⑵根據(jù)題意首先滿足得失電子守恒有3Fe2++MnO4—――3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓，滿足電荷守恒有3Fe2++MnO4—――3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H+（溶液pH約為5.1），最后滿足原子守恒得3Fe2++MnO4—+8H2O＝3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H+。

⑶步驟Ⅲ：向含有Cu2+、Zn2+、SO42-的濾液中加入鋅粉，置換出銅，可能含有過量的鋅粉。

⑷①由于ZnSO4·7H2O易分解，烘干時要適當(dāng)降低溫度。

②28.70 g ZnSO4·7H2O的物質(zhì)的量為0.1mol，若得ZnSO4·H2O的質(zhì)量為17.90g(100℃)；若得ZnSO4的質(zhì)量為16.10g(250℃)；若得ZnO的質(zhì)量為8.10g(930℃)；據(jù)此通過排除法確定680 ℃時所得固體的化學(xué)式為Zn3O(SO4)2。

考點：本題考查化工流程圖（涉及反應(yīng)速率的影響因素、離子方程式、化學(xué)方程式的書寫，物質(zhì)的分離與提純，化學(xué)式的計算等）。