Question

（2010?福建）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，生产工艺流程示意如下：

（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是

增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分

．
（2）完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：

2

Fe（OH）₂+

ClO^-

+

H₂O

═

2

Fe（OH）₃+

1

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

FeO（OH）

．
（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

8.0≤pH＜10.4

．

	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

bd

（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

蒸发浓缩

、

冷却结晶

、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

125m2

81m1

．

Answer 1

分析：（1）根据影响化学反应速率的因素回答，固体表面积越大，反应速率越大；
（2）根据所加入物质的化学性质，根据质量守恒定律配平化学方程式；
（3）根据化学式量为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，来判断可能的组成；
（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；
（5）从“滤液3”制取MgO过程中，应先生成Mg（OH）₂；
（6）根据从溶液中制得干燥纯净的固体一般有蒸发、结晶、过滤后洗涤并干燥等操作来回答；
（7）利用关系式法来计算质量分数．

解答：解：（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），
故答案为：FeO（OH）（或其它合理答案）；
（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----ZnO
   125      81
   m        m₂
ZnCO₃ 的质量为

125m2

81

ZnCO₃ 的质量分数为

125m2

81m1

，
故答案为：

125m2

81m1

．

点评：本题是流行的化工工艺流程题，主要依据流程图中涉及的化学知识、化学原理来设计问题．能够将实际问题分解，通过运用相关知识，采用分析、综合的方法，解决简单化学问题（过程：情景体现--化学视角--分解解析--问题解决）