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，生產工藝流程示意如下：

（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，化學式量為89，化學式是______________。

（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)，調節(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	—	—

工業(yè)上從“濾液3”制取MgO過程中，最合適的反應物是______________（選填序號）。

A、大理石粉 B、石灰乳 C、純堿溶液 D、燒堿溶液

“濾液4”之后的操作依次為______、_______、過濾，洗滌，干燥。

（4）分析圖中數(shù)據(jù)，菱鋅礦粉中ZnCO3 的質量分數(shù)不低于________。

Answer 1

【答案】增大反應物接觸面積或增加反應時的接觸面積，使反應更加充分 B 蒸發(fā)濃縮 冷卻結晶

【解析】

菱鋅礦的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，加入過量濃鹽酸溶解，過濾除去不溶物，濾液中含有氯化鋅、氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鎂、氯化鈣及為反應的HCl，加入漂白粉將二價鐵氧化為三價鐵，調節(jié)pH得到氫氧化鐵沉淀，過濾分離后，再調節(jié)濾液pH得到Zn(OH)2沉淀，且不能生成Mg(OH)2．氫氧化鋅用硫酸溶解，用Zn粉除去過量的硫酸，將溶液蒸發(fā)、結晶、過濾后洗滌并干燥得到晶體。

(1)增大反應物接觸面積，充分反應；

(2)組成元素是Fe、O、H，化學式量為89，其中鐵的相對原子量為56，化學式中只能含有1個Fe原子、2個氧原子和1個氫原子；

(3)調節(jié)濾液pH得到Zn(OH)2沉淀，且不能生成Mg(OH)2；從“濾液3”制取MgO過程中，應先轉化為Mg(OH)2，使用石灰乳最經濟；從溶液中獲得干燥純凈的晶體一般有蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥等操作；
(4)根據(jù)沉淀2中ZnO的質量利用關系式ZnCO3～ZnO計算菱鋅礦粉中ZnCO3的質量，可得菱鋅礦粉中ZnCO3的質量分數(shù)。

(1)將菱鋅礦研磨成粉，增大反應物接觸面積，充分反應，提高浸取效率，故答案為：增大反應物接觸面積或增加反應時的接觸面積，使反應更加充分；

(2)組成元素是Fe、O、H，化學式量為89，其中鐵的相對原子量為56，化學式中只能含有1個Fe原子、2個氧原子和1個氫原子，所以可能的組成為FeO(OH)，故答案為：FeO(OH)；

(3) 調節(jié)濾液2的pH得到Zn(OH)2沉淀而不生成Mg(OH)2，由Mg(OH)2開始沉淀時的pH、Zn(OH)2沉淀完全時的pH，pH應介于8.0≤pH<10.4；從“濾液3”制取MgO過程中，應先轉化為Mg(OH)2，使用石灰乳最經濟；“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)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌并干燥，故答案為：8.0≤pH<10.4；B；蒸發(fā)濃縮；冷卻結晶；
(4) 菱鋅礦轉化可以得到m2Kg ZnO，則：，ZnCO3的質量m=Kg，ZnCO3的質量分數(shù)為=故答案為：。