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：⑴①酸浸时，不断通入高温水蒸气可使反应液的温度升高，使反应物充分混合，以加快反应速率。

②用氢氧化钠溶液清洗过滤装置，目的是使反应生成的H2SiO3滤渣反应生成Na2SiO3溶解除去。

⑵根据题意首先满足得失电子守恒有3Fe2++MnO4—――3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓，满足电荷守恒有3Fe2++MnO4—――3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H+（溶液pH约为5.1），最后满足原子守恒得3Fe2++MnO4—+8H2O＝3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H+。

⑶步骤Ⅲ：向含有Cu2+、Zn2+、SO42-的滤液中加入锌粉，置换出铜，可能含有过量的锌粉。

⑷①由于ZnSO4·7H2O易分解，烘干时要适当降低温度。

②28.70 g ZnSO4·7H2O的物质的量为0.1mol，若得ZnSO4·H2O的质量为17.90g(100℃)；若得ZnSO4的质量为16.10g(250℃)；若得ZnO的质量为8.10g(930℃)；据此通过排除法确定680 ℃时所得固体的化学式为Zn3O(SO4)2。

考点：本题考查化工流程图（涉及反应速率的影响因素、离子方程式、化学方程式的书写，物质的分离与提纯，化学式的计算等）。