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、CaO等，生产工艺流程示意如下：

将菱锌矿研磨成粉的目的是_____。

完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：

□Fe(OH)₂+□____+□_____==□Fe(OH)₃ +□CI^-

(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_______。

（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______。

	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×	—	6．8×	2．8×

（5）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．石灰乳       c．纯碱溶液        d．烧碱溶液

（6）“滤液4”之后的操作依次为______、_______、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________。

Answer 1

24.

（1）增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分。

（3）FeO(OH)（或其他合理答案）

（5）b或（b和d ）；d

（6）蒸发浓缩、冷却结晶（或其他合理答案）

（7）125m₂/81m;（或其他合理答案）

解析:

本题以工业生产硫酸锌的工艺流程为依托，综合考查了化学反应速率、氧化还原反应、沉淀的转化与生成以及化学实验、计算等，学科内综合性强，知识覆盖面大，具有较好的难度梯度。其生产流程及原理理解如下：首先将矿石粉碎以增大反应物之间的接触面积，增大反应速率，溶于过量浓盐酸过滤后得到含Zn^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋、Mg^2＋、Ca^2＋、H^＋等的滤液，然后调节pH、加入氧化剂漂白粉使Fe^2＋、Fe^3＋等沉淀为针铁矿；此时通过再调节滤液2的pH以仅使Zn^2＋沉淀，故可根据题中表格所给数据选择pH的范围为：8.0——10.4之间；而所得滤液3中含有较多的Mg^2＋和Ca^2＋，利用Mg(OH)₂溶解度极小的特点，通过加入石灰石或烧碱溶液调节pH使之沉淀，之后过滤、灼烧沉淀可得MgO；滤液4的溶质仅含硫酸锌，可通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥等操作获得结晶硫酸锌。（7）中将m₂gZnO“折合”成ZnCO₃的质量为：=，加上在流程中损失的锌，故菱锌矿分ZnCO₃的质量分数不低于。

【思维拓展】涉及工业生产流程图的试题近年来备受高考命题者的青睐，它可以将化学反应原理的各个知识点有机地融入流程中，还可以接合能源、环保等社会热点问题进行考查。解决此类试题首先要根据所学知识理清流程中的各个步骤，解题是还可以先将试题浏览一遍，有时候问题中可能含有可利用的提示性的信息，或者试题中不涉及的部分流程，就不要去理清这部分，以免做无用功。