Question

（12分）硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域。工业上由氧化锌矿（主要成分为ZnO，另含ZnSiO₃、FeCO₃、CuO等）生产ZnSO₄·7H₂O的一种流程如下：

⑴步骤Ⅰ包括酸浸和过滤两个操作。
①酸浸时，需不断通入高温水蒸气的目的是     。
②过滤时，为防止堵塞，过滤装置需经常用氢氧化钠溶液清洗，其清洗原理是
     （用化学方程式表示）。
⑵步骤Ⅱ中，在pH约为5.1的滤液中加入高锰酸钾，生成Fe(OH)₃和MnO(OH)₂两种沉淀，该反应的离子方程式为     。
⑶步骤Ⅲ所得滤渣C的主要成分是     。
⑷取28.70 g ZnSO₄·7H₂O加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示。

①步骤Ⅳ中的烘干操作需在减压条件下进行，其原因是     。
②680 ℃时所得固体的化学式为     。
a．ZnO     b．Zn₃O(SO₄)₂     c．ZnSO₄     d．ZnSO₄·H₂O

Answer 1

⑴①升高温度、使反应物充分混合，以加快反应速率
②H₂SiO₃+2NaOH＝Na₂SiO₃+2H₂O
⑵3Fe²⁺+MnO₄^—+8H₂O＝3Fe(OH)₃↓+MnO(OH)₂↓+5H⁺
⑶Cu（Zn）
⑷①降低烘干的温度，防止ZnSO₄·7H₂O分解
②b
（每空2分，共12分）[

解析试题分析：（1）高温水蒸气起到热量交换加热作用，同时还有搅拌作用，使反应物充分混合，以加快反应速率；步骤1中产生硅酸，为絮状沉淀堵塞过滤装置，故用碱溶解掉；（3）根据杂质成分，第1步除掉ZnSiO₃杂质，第Ⅱ除掉铁离子杂质，第Ⅲ应除去铜离子，加锌置换出铜，一般锌过量；（4）温度高晶体容易失去结晶水，采用减压降低水的沸点使晶体表面的水分溶液蒸发；可以采用代入法判断分解产物，晶体共28.7g0.1mol，a、b、c、d质量分别为0.1×81=8.1,0.1/3×403=13.43g，0.1×161=16.1,
0.1×179=17.9g。
考点：考查工业流程中定性、定量分析有关问题。