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____________________，任写一种该物质的用:______________________。

（2）沉淀X的化学式为_______________________________。

（3）“转化I”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________________________。

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

（5）若Ksp(ZnCO3)=1.5×10-10，溶液中离子浓度≤1.0×10-5 mol/L时，认为该离子沉淀完全。则欲使1 L c(Zn2+)=1.5 mol/L溶液中Zn2+沉淀完全，需加入等体积的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为____________________(列出计算式，溶液混合时体积变化忽略不计)。

（6）“一系列操作”包括过滤、洗涤、干燥。过滤所用的玻璃仪器有___________________________；洗涤沉淀的操作为______________________________________________。

Answer 1

【答案】SiO2 制光导纤维、制玻璃、冶炼硅等 Fe(OH)3 1:2 2MnO4-+3Mn2++2H2O==5MnO2↓+4H+、MnO4-+3Fe2++7H2O==MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ [1.5mol/L×1L+(1.5×10-10/1.0×10-5)mol/L×2L]/1L 烧杯、漏斗、玻璃棒 用玻璃棒引流向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下，重复操作2~3次

【解析】

（1）根据题中所给信息分析，SiO2不与硫酸反应，其余物质都可以和硫酸反应，所以滤渣1为SiO2，SiO2可以制光导纤维、制玻璃、冶炼硅等。

（2）滤液1中包含的离子有Fe2+、Zn2+、Mn2+，调pH=5并加入KMnO4会将Fe2+变成Fe(OH)3沉淀，故沉淀X的化学式为Fe(OH)3。

（3）由题意可知转化I的为2H2S+O2=2S+2H2O，氧化剂O2与还原剂H2S的物质的量比为2:1。

（4）转化Ⅱ中KMnO4可以将Mn2+和Fe2+氧化，对应的方程式为2MnO4-+3Mn2++2H2O==5MnO2↓+4H+、MnO4-+3Fe2++7H2O==MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+

（5）假设体积均为1L，将Zn2+沉淀需要的Na2CO3溶液的物质的量为1.5mol/L×1L，因为Ksp(ZnCO3)=c(Zn2+)×c(CO32-)=1.0×10-5mol/L×c(CO32-)=1.5×10-10，所以c(CO32-)=1.5×10-10/1.0×10-5mol/L，因为是等体积混合，所以这部分Na2CO3溶液的物质的量为(1.5×10-10/1.0×10-5)mol/L×2L，所以碳酸钠溶液的浓度为[1.5mol/L×1L+(1.5×10-10/1.0×10-5)mol/L×2L]/1L。

（6）过滤所用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；洗涤沉淀的操作为：用玻璃棒引流向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下，重复操作2~3次。