Question

硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO₃，并含少量的Fe₂O₃ 、FeCO₃ MgO等，工艺流程简化示意图如下：

根据上图回答下列问题：
（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是_____。
（2）针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命名的，组成元素是Fe、O和H，相对分子质量是89，针铁矿中铁原子数︰氧原子数︰氢原子数=______。
（3）请写出氢氧化锌和稀硫酸反应的化学方程式____________________________。该反应的基本类型是______
（4）“滤液3”之前加入锌粉的目的是______________
（5）“滤液3”之后的操作依次为______、干燥。
（6）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO₃的质量分数不低于________×100%。

Answer 1

（1）菱锌矿粉与盐酸充分反应； 
（2）1:2:1；
（3）Zn(OH)₂+H₂SO₄= ZnSO₄+2H₂O；复分解；
（4）除去剩余的硫酸；
（5）蒸发或蒸发结晶； 
（6）25m₂/13m₁或125m₂/65m₁

试题分析：（1）将菱锌矿研磨成粉，可以和盐酸充分接触，从而使菱锌矿粉与盐酸充分反应。
（2）针铁矿的组成元素是Fe、O和H，相对分子质量是89，则每个分子中铁的原子个数为1（如铁原子的个数大于等2，则其相对分子质量要大于89）。设每个分子中氧原子的个数为x，氢原子的个数为y，则16x+y+56=89，可解得x:y=2：1。所以针铁矿中铁原子数︰氧原子数︰氢原子数=1:2:1。
（3）氢氧化锌和稀硫酸可发生复分解反应生成硫酸锌和水，反应的化学方程式为Zn(OH)₂+H₂SO₄= ZnSO₄+2H₂O。
（4）在沉淀2中加入了过量的稀硫酸，所以“滤液3”之前加入锌粉的目的是与硫酸反应生成硫酸锌以除去剩余的硫酸。
（5）“滤液3”为硫酸锌溶液，可通过蒸发、干燥得到硫酸锌固体。
（6）根据图示可知，菱锌矿粉中ZnCO₃中的锌元素会转化为Zn(OH)₂，根据Zn(OH)₂中锌元素的质量可计算出碳酸锌的质量分数最低为