Question

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 、FeCO₃  MgO、CaO等，生產(chǎn)工藝流程示意如下：

將菱鋅礦研磨成粉的目的是_____。

完成“氧化除鐵”步驟中反應(yīng)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，化學(xué)式量為89，化學(xué)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______。

	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(yīng)物是______（選填序號）。

  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______、_______、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________。

Answer 1

24.

（1）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。

（3）FeO(OH)（或其他合理答案）

（5）b或（b和d ）；d

（6）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（或其他合理答案）

（7）125m₂/81m;（或其他合理答案）

解析:

本題以工業(yè)生產(chǎn)硫酸鋅的工藝流程為依托，綜合考查了化學(xué)反應(yīng)速率、氧化還原反應(yīng)、沉淀的轉(zhuǎn)化與生成以及化學(xué)實驗、計算等，學(xué)科內(nèi)綜合性強，知識覆蓋面大，具有較好的難度梯度。其生產(chǎn)流程及原理理解如下：首先將礦石粉碎以增大反應(yīng)物之間的接觸面積，增大反應(yīng)速率，溶于過量濃鹽酸過濾后得到含Zn^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋、Mg^2＋、Ca^2＋、H^＋等的濾液，然后調(diào)節(jié)pH、加入氧化劑漂白粉使Fe^2＋、Fe^3＋等沉淀為針鐵礦；此時通過再調(diào)節(jié)濾液2的pH以僅使Zn^2＋沉淀，故可根據(jù)題中表格所給數(shù)據(jù)選擇pH的范圍為：8.0——10.4之間；而所得濾液3中含有較多的Mg^2＋和Ca^2＋，利用Mg(OH)₂溶解度極小的特點，通過加入石灰石或燒堿溶液調(diào)節(jié)pH使之沉淀，之后過濾、灼燒沉淀可得MgO；濾液4的溶質(zhì)僅含硫酸鋅，可通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥等操作獲得結(jié)晶硫酸鋅。（7）中將m₂gZnO“折合”成ZnCO₃的質(zhì)量為：=，加上在流程中損失的鋅，故菱鋅礦分ZnCO₃的質(zhì)量分數(shù)不低于。

【思維拓展】涉及工業(yè)生產(chǎn)流程圖的試題近年來備受高考命題者的青睞，它可以將化學(xué)反應(yīng)原理的各個知識點有機地融入流程中，還可以接合能源、環(huán)保等社會熱點問題進行考查。解決此類試題首先要根據(jù)所學(xué)知識理清流程中的各個步驟，解題是還可以先將試題瀏覽一遍，有時候問題中可能含有可利用的提示性的信息，或者試題中不涉及的部分流程，就不要去理清這部分，以免做無用功。