Question

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等，工艺流程简化示意图如图：
根据如图回答下列问题：
（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是

 

．
（2）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，相对分子质量是89，针铁矿中铁原子数：氧原子数：氢原子数=

 

．
（3）请写出氢氧化锌和稀硫酸反应的化学方程式

 

．该反应的基本类型是

 

（4）“滤液3”之前加入锌粉的目的是

 

（5）“滤液3”之后的操作依次为

 

、干燥．
（6）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO₃ 的质量分数不低于

 

×100%．

Answer 1

考点：物质的相互转化和制备,金属的化学性质,酸的化学性质,原子的有关数量计算,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：物质的制备

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；
（3）根据书写方程式原则写出方程式，根据反应物与生成物种类判断反应类型；
（4）根据生成物中只有硫酸锌分析；
（5）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；
（6）利用化学式的计算来分析．

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；
（2）相对分子质量为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），故铁原子、氧原子、氢原子个数比为1：2：1；
（3）氢氧化锌与硫酸反应生成硫酸锌和水，化学方程式为Zn（OH）₂+H₂SO₄=ZnSO₄+2H₂O，此反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物，属于复分解反应；
（4）由于加入的硫酸是过量的，要得到纯净的硫酸锌溶液须除去过量硫酸，因此加入锌粉的目的是除去剩余的硫酸；
（5）滤液3是硫酸锌溶液，从溶液中得到溶质可采用蒸发结晶，然后干燥的方法；
（6）氢氧化锌中锌元素质量与碳酸锌中锌元素质量相等，故碳酸锌中锌元素质量为m₂，根据碳酸锌的化学式ZnCO₃可求出碳酸锌质量为

m2

65 125

=

125m2

65

，菱锌矿粉的质量为m₁，故菱锌矿粉中碳酸锌的质量分数最小为

125m2

65m1

×100%=

25m2

13m1

×100%
故答案为：
（1）菱锌矿粉与盐酸充分反应；
（2）1：2：1；
（3）Zn（OH）₂+H₂SO₄=ZnSO₄+2H₂O；复分解反应；
（4）除去剩余的硫酸；
（5）蒸发或蒸发结晶；
（6）

25m2

13m1

或

125m2

65m1

．

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．