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、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：
(1)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：
（_________）Fe(OH)2＋（________）________＋（_________）______===（________）Fe(OH)3＋（_________）Cl－
(2)针铁矿(Coethite)是以德国诗人歌德(Coethe)名字命名的，组成元素是Fe、O和H，相对分子质量为89，化学式是________。
(3)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 mol3·L－3 | 5.6×10－12 | — | 6.8×10－10 | 2.8×10－9 |
(4)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．石灰粉 c．纯碱溶液 d．烧碱溶液
(5)分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于________________。
【答案】21ClO－1H2O21FeO(OH)8.0≤pH<10.4b d
×100%
【解析】
菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，加入过量浓盐酸溶解，过滤除去不溶物，滤液中含有氯化锌、氯化铁、氯化亚铁、氯化镁、氯化钙及为反应的HCl，加入漂白粉将二价铁氧化为三价铁，调节pH得到氢氧化铁沉淀，过滤分离后，再调节滤液pH得到Zn(OH)2沉淀，且不能生成Mg(OH)2．氢氧化锌用硫酸溶解，用Zn粉除去过量的硫酸，将溶液蒸发、结晶、过滤后洗涤并干燥得到晶体。
(1)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，反应的离子方程式为：2Fe(OH)2+ClO-+H2O═2Fe(OH)3+Cl-，故答案为：2；1；ClO-；1；H2O；2；1；
(2)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)；
(3)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，Mg(OH)2开始沉淀时的pH为10.4、Zn(OH)2开始沉淀时的pH为6.4，Mg(OH)2沉淀完全时的pH为12.4、Zn(OH)2沉淀完全时的pH8.0，所以理论上可选用的最大区间为8.0≤pH≤10.4；故答案为：8.0≤pH≤10.4；
(4)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；
(5)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m=
g，ZnCO3的质量分数为×100%，故答案为：×100%%。
