Question

硫酸鋅可作為食品鋅強(qiáng)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等，工藝流程簡化示意圖如圖：
根據(jù)如圖回答下列問題：
（1）將菱鋅礦研磨成粉的目的是

 

．
（2）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，相對分子質(zhì)量是89，針鐵礦中鐵原子數(shù)：氧原子數(shù)：氫原子數(shù)=

 

．
（3）請寫出氫氧化鋅和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．該反應(yīng)的基本類型是

 

（4）“濾液3”之前加入鋅粉的目的是

 

（5）“濾液3”之后的操作依次為

 

、干燥．
（6）分析圖中數(shù)據(jù)，菱鋅礦粉中ZnCO₃ 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于

 

×100%．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,金屬的化學(xué)性質(zhì),酸的化學(xué)性質(zhì),原子的有關(guān)數(shù)量計(jì)算,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：物質(zhì)的制備

分析：（1）根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素回答，固體表面積越大，反應(yīng)速率越大；
（2）根據(jù)化學(xué)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(xué)式中只能含有2個(gè)氧原子和1個(gè)氫原子，來判斷可能的組成；
（3）根據(jù)書寫方程式原則寫出方程式，根據(jù)反應(yīng)物與生成物種類判斷反應(yīng)類型；
（4）根據(jù)生成物中只有硫酸鋅分析；
（5）根據(jù)從溶液中制得干燥純凈的固體一般有蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾后洗滌并干燥等操作來回答；
（6）利用化學(xué)式的計(jì)算來分析．

解答：解：（1）將菱鋅礦研磨成粉可以增加反應(yīng)時(shí)的接觸面積，使得反應(yīng)更加充分；
（2）相對分子質(zhì)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(xué)式中只能含有2個(gè)氧原子和1個(gè)氫原子，所以可能的組成為FeO（OH），故鐵原子、氧原子、氫原子個(gè)數(shù)比為1：2：1；
（3）氫氧化鋅與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和水，化學(xué)方程式為Zn（OH）₂+H₂SO₄=ZnSO₄+2H₂O，此反應(yīng)是兩種化合物相互交換成分生成另外兩種化合物，屬于復(fù)分解反應(yīng)；
（4）由于加入的硫酸是過量的，要得到純凈的硫酸鋅溶液須除去過量硫酸，因此加入鋅粉的目的是除去剩余的硫酸；
（5）濾液3是硫酸鋅溶液，從溶液中得到溶質(zhì)可采用蒸發(fā)結(jié)晶，然后干燥的方法；
（6）氫氧化鋅中鋅元素質(zhì)量與碳酸鋅中鋅元素質(zhì)量相等，故碳酸鋅中鋅元素質(zhì)量為m₂，根據(jù)碳酸鋅的化學(xué)式ZnCO₃可求出碳酸鋅質(zhì)量為

m2

65 125

=

125m2

65

，菱鋅礦粉的質(zhì)量為m₁，故菱鋅礦粉中碳酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小為

125m2

65m1

×100%=

25m2

13m1

×100%
故答案為：
（1）菱鋅礦粉與鹽酸充分反應(yīng)；
（2）1：2：1；
（3）Zn（OH）₂+H₂SO₄=ZnSO₄+2H₂O；復(fù)分解反應(yīng)；
（4）除去剩余的硫酸；
（5）蒸發(fā)或蒸發(fā)結(jié)晶；
（6）

25m2

13m1

或

125m2

65m1

．

點(diǎn)評：本題是流行的化工工藝流程題，主要依據(jù)流程圖中涉及的化學(xué)知識、化學(xué)原理來設(shè)計(jì)問題．能夠?qū)��?shí)際問題分解，通過運(yùn)用相關(guān)知識，采用分析、綜合的方法，解決簡單化學(xué)問題．