Question

（2010?福建）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、FeCO₃MgO、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

增大反應(yīng)物接觸面積或增大反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充分

．
（2）完成“氧化除鐵”步驟中反應(yīng)的離子方程式：

2

Fe（OH）₂+

ClO^-

+

H₂O

═

2

Fe（OH）₃+

1

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)式量為89，化學(xué)式是

FeO（OH）

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

8.0≤pH＜10.4

．

	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	5.6×10-12	-	6.8×10-6	2.8×10-9

（5）工業(yè)上從“濾液3”制取MgO過程中，合適的反應(yīng)物是

bd

（選填序號(hào)）．
a．大理石粉       b．石灰乳       c．純堿溶液        d．燒堿溶液
（6）“濾液4”之后的操作依次為

蒸發(fā)濃縮

、

冷卻結(jié)晶

、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?jǐn)?shù)不低于

125m2

81m1

．

Answer 1

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)所加入物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律配平化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)化學(xué)式量為89，組成元素是Fe、O、H，其中鐵的相對(duì)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；
（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(shí)的pH、Zn（OH）₂開始沉淀時(shí)的pH，Mg（OH）₂沉淀完全時(shí)的pH、Zn（OH）₂沉淀完全時(shí)的pH；
（5）從“濾液3”制取MgO過程中，應(yīng)先生成Mg（OH）₂；
（6）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；
（7）利用關(guān)系式法來計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

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，
故答案為：增大反應(yīng)物接觸面積或增大反應(yīng)速率或使反應(yīng)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(xué)式量為89，組成元素是Fe、O、H，其中鐵的相對(duì)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），
故答案為：FeO（OH）（或其它合理答案）；
（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(shí)的pH、Zn（OH）₂開始沉淀時(shí)的pH，Mg（OH）₂沉淀完全時(shí)的pH、Zn（OH）₂沉淀完全時(shí)的pH，pH應(yīng)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(yīng)先生成Mg（OH）₂，溶液堿性應(yīng)較強(qiáng)，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(yīng)將溶液蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾后洗滌并干燥，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
（7）設(shè)碳酸鋅的質(zhì)量為m，利用關(guān)系式法計(jì)算：
   ZnCO₃----ZnO
   125      81
   m        m₂
ZnCO₃ 的質(zhì)量為

125m2

81

ZnCO₃ 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

125m2

81m1

，
故答案為：

125m2

81m1

．

點(diǎn)評(píng)：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(shí)、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(shí)，采用分析、綜合的方法，解決簡單化學(xué)問題（過程：情景體現(xiàn)--化學(xué)視角--分解解析--問題解決）