Question

【题目】ZnO在医药、石化等领域有广泛的用途。研究小组用某闪锌矿(主要成分ZnS，含有FeS、SiO2、MnCO3等杂质)制备氧化锌和硫单质，设计如下流程：

请回答下列问题：

(1)滤渣1的化学式为_______，

(2)沉淀X的化学式为______________。

(3)“转化Ⅱ”中主要反应的离子方程式为___________________________。

(4)“一系列操作”包括过滤、洗涤、干燥。洗涤沉淀的操作为__________________。

Answer 1

【答案】 SiO2 Fe(OH)3 MnO4﹣+3Fe2++7H2O= MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ 3Mn2+ + 2MnO4- + 2H2O = 5MnO2↓+ 4H+ 向过滤器中加入蒸馏水浸没沉淀，待蒸馏水流下后，重复操作2～3次

【解析】闪锌矿（主要成分ZnS，含有FeS、SiO2、MnCO3等杂质）用硫酸溶液溶解并过滤后，滤渣为不溶于稀硫酸的SiO2，逸出的气体为H2S，并用空气氧化H2S气体得到S，防污染空气，滤液1中含有FeSO4、ZnSO4及MnSO4等溶质，调整滤液1pH至5，并滴加KMnO4溶液，氧化溶液中的Fe2+和Mn2+，最终得到不溶物MnO2和Fe(OH)3，过滤得滤液2为ZnSO4和K2SO4溶液，在滤液2中滴加Na2CO3溶液，得ZnCO3沉淀，过滤、洗涤并干燥，最终煅烧得到ZnO，据此分析解题。

(1)根据分析知闪锌矿（主要成分ZnS，含有FeS、SiO2、MnCO3，不溶于稀硫酸的为SiO2，所以滤渣1为SiO2。故答案为：SiO2。

(2)滤液1经氧化并调节溶液PH=5后,得到不溶于水的MnO2和Fe(OH)3,则过滤所得不溶沉淀X为Fe(OH)3故答案为：Fe(OH)3。

（3）转化Ⅱ为用KMnO4氧化溶液中Fe2+,还原产物为Mn2+,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒可得发生反应的离子方程式MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+，3Mn2++ 2MnO4-+ 2H2O = 5MnO2↓+ 4H+。故答案为：MnO4-+3Fe2++7H2O= MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ ; 3Mn2++ 2MnO4-+ 2H2O = 5MnO2↓+ 4H+

(6)“一系列操作”包括过滤、洗涤、干燥。洗涤不溶物的方法是向过滤器中加入蒸馏水浸没沉淀，待蒸馏水流下后，重复操作23次。故答案为：向过滤器中加入蒸馏水浸没沉淀，待蒸馏水流下后，重复操作23次。