题目内容
【题目】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、FeCO3MgO、CaO等,生产工艺流程图如下:
(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+□CI-
(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,摩尔质量为89g/mol,化学式是_______。以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时针铁矿转化为Fe(OH)2,该电池放电反应的化学方程式是__________。
(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______。
沉淀化学式 | 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× | — | 6.8× | 2.8× |
(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.氨水
(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________(用代数式表示)
【答案】(1)增大反应物接触面积(或增大反应速率或使反应更充分)。
(2)2Fe(OH)2+2ClO-+H2O=2Fe(OH)3+Cl-
(3)FeO(OH)(或其它合理答案);3FeO(OH)+Al+NaOH+H2O=NaAlO2+3Fe(OH)2
(4)8.0≤pH<10.4(或其它合理答案)(5)bd
(6)蒸发(浓缩)、(冷却)结晶(或其它合理答案)(7)125m2/99m1(或其它合理答案)
【解析】
试题分析:(1)将菱锌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,故答案为:增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分;
(2)流程中“氧化除铁”是加入漂白粉,方程式后面产物中又有氯离子,可知氧化剂是ClO-,观察方程式前后可以推出还要加入水分子,故答案为:2Fe(OH)2+ClO-+H2O═2Fe(OH)3+Cl-;
(3)化学式量为89,组成元素是Fe、O、H,其中铁的相对原子量为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),以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时针铁矿转化为Fe(OH)2,该电池放电反应的化学方程式是3FeO(OH)+Al+NaOH+H2O=NaAlO2+3Fe(OH)2,故答案为:FeO(OH)(或其它合理答案);3FeO(OH)+Al+NaOH+H2O=NaAlO2+3Fe(OH)2;
(4)调节滤液2的PH要想生成Zn(OH)2沉淀而不生成Mg(OH)2,必须知道Mg(OH)2开始沉淀时的pH、Zn(OH)2开始沉淀时的pH,Mg(OH)2沉淀完全时的pH、Zn(OH)2沉淀完全时的pH,pH应介于8.0≤pH<10.4,故答案为:8.0≤pH<10.4;
(5)从“滤液3”制取MgO过程中,应先生成Mg(OH)2,溶液碱性应较强,bd符合,而纯碱溶液水解呈碱性,碱性较弱,故答案为:bd;
(6)“滤液4”之后的操作目的是得到纯净的固体,应将溶液蒸发、结晶、过滤后洗涤并干燥,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;
(7)设碳酸锌的质量为m,利用关系式法计算:
ZnCO3----Zn(OH)2
125 99
m m2
ZnCO3的质量为,ZnCO3的质量分数为
,故答案为:
。
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