Question

【题目】锌钡白是一种白色颜料。工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成：BaS＋ZnSO4＝ZnS↓＋BaSO4↓。请根据以下工业生产流程回答有关问题。

Ⅰ.ZnSO4溶液的制备与提纯：

有关资料：a.菱锌矿的主要成分是ZnCO3，含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等；

b.Zn(OH)2与Al(OH)3相似，能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2。

（1）若②中加入氧化剂为H2O2，写出离子反应方程式____。

（2）为了达到综合利用、节能减排的目的，上述流程步骤④中的CO2可以来自于步骤___（选填①、②、③、⑤）。

（3）滤渣2的主要成分为___。

（4）写出步骤④后产生滤渣3的离子反应方程式___。

Ⅱ.BaS溶液的制备：

（5）写出煅烧还原的化学反应方程式____。

Ⅲ.制取锌钡白：

（6）如果生产流程步骤⑤硫酸过量，则ZnSO4与BaS溶液混合制取锌钡白产生的后果是___。

Answer 1

【答案】2Fe2+＋2H+＋H2O2=2Fe3+＋2H2O ① Fe(OH)3、Cu(OH)2 ZnO22-＋2CO2＋2H2O=Zn(OH)2↓＋2HCO3- BaSO4＋4CBaS＋4CO↑ 过量的酸与BaS溶液混合会产生有毒的H2S污染空气，而且会降低锌钡白的产率

【解析】

I、ZnSO4的制备流程：菱锌矿用硫酸溶解后，得到的滤渣1为SiO2，溶液中的阳离子有Zn2+、Fe2+、Cu2+，加入H2O2的目的是将Fe2+转化为Fe3+，再加入过量的NaOH，Fe3+和Cu2+形成滤渣2，而Zn2+转化为ZnO22-，留在溶液中；向所得溶液通入CO2，Na2ZnO2转化为Zn(OH)2形成滤渣3，再用硫酸溶解Zn(OH)2即得ZnSO4；

II、根据题中的反应物和生成物写出反应方程式即可；

III、BaS和过量的酸反应生成的H2S会污染环境，同时也锌钡白的产率也会降低。

(1)加入氧化剂二价铁被氧化为三价铁，若②中加入氧化剂为H2O2，反应的离子方程式为2Fe2+ +2H++H2O2 =2Fe3++2H2O；

(2)因步骤①中，硫酸与ZnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3反应时均产生CO2，为了达到综合利用、节能减排的目的，上述流程步骤④中的CO2可以来自于步骤①；

(3)根据上述分析，滤渣2的主要成分为Fe(OH)3、Cu(OH)2；

(4)由题目信息知：Zn(OH)2与Al(OH)3相似，则与Na2ZnO2与NaAlO2类似，即Na2ZnO2与过量CO2反应方程式为：Na2ZnO2+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2NaHCO3，离子方程式为；ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-；

(5)根据示意图，硫酸钡与碳粉煅烧还原反应生成BaS和CO，反应的化学反应方程式为BaSO4+4CBaS+4CO↑；

(6)如果Ⅰ中步骤⑤使用硫酸过量，会发生如下反应，BaS+H2SO4=H2S↑+ZnSO4，H2S气体有毒，会污染环境，而且锌钡白的产率会降低。