题目内容
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、CaO等,生产工艺流程示意如图下:
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是____________________________________。
(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:
□Fe(OH)2+□______+□______=□Fe(OH)3+□Cl-
(3)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,化学式量为89,化学式是________________。
(4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为___。
| Mg(OH)2 | Zn(OH)2 | MgCO3 | CaCO3 |
开始沉 淀的pH | 10.4 | 6.4 |
|
|
沉淀完全 的pH | 12.4 | 8.0 |
|
|
开始溶 解的pH |
| 10.5 |
|
|
Ksp | 5.6×10-12 |
| 6.8×10-6 | 2.8×10-9 |
(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中,合适的反应物是________(选填序号)。
a.大理石粉 b.石灰乳 c.纯碱溶液 d.烧碱溶液
(6)“滤液4”之后的操作依次为________、________、过滤、洗涤、干燥。
(7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于________。
(1) 增大反应物接触面积或增加反应时的接触面积,使反应更加充分
(2)
(3)FeO(OH)(或其他合理答案)
(4)8.0≤pH≤10.4(或其他合理答案)
(5)b或(b和d)或d
(6)蒸发浓缩、冷却结晶(或其他合理答案)
(7)(或其他合理答案)
【解析】(1) 将菱铁矿研磨成粉可以增加反应时的接触面积,使得反应更加充分。
(2)漂白粉的成分中含有次氯酸根,调节酸碱度后,具有较强的氧化性,能使+2价的亚铁离子氧化成+3价,氢氧化亚铁变成氢氧化铁必须增加氢氧元素的量,可以推测出另一种反应物为水,清楚了反应物,一般可以顺利的配平。
(3) 化学式量为89,组成元素是Fe、O、H,其中铁的相对原子质量为56,扣掉56剩下33,化学式中只能含有2个氧原子和1个氢原子,所以可能的组成为FeO(OH)。
(4)pH=8.0 Zn(OH)2完全沉淀,pH=10.5开始溶解,而Mg(OH)2在pH=10.4的时候开始沉淀,为了使Zn(OH)2能完全析出不影响Mg(OH)2,溶液的酸碱度控制在8.0≤pH≤10.4范围。
(5)a大理石粉难溶于水,选择熟石灰和烧碱溶液可以使溶液的碱性增强,有利于镁离子完全沉淀。
(6)蒸发浓缩、冷却结晶能使晶体尽快的析出。
(7)综合计算(不展开)