Question

【题目】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，生产工艺流程图如下：

(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是___________________________。

(2)写出Fe3+水解的离子方程式_____________________________________________。

(3)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__________。

沉淀化学式	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	5.6×10-12		6.8×10-6	2.8×10-9

(4)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、氨水

(5)“滤液4”之后的操作依次为______________、______________、过滤、洗涤、干燥。

(6)分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于__________用代数式表示。

Answer 1

【答案】增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ 8.0≤pH<10.4 BD 蒸发浓缩 冷却结晶 125m2/81m1

【解析】

本题考查的是工业制备硫酸锌的相关知识和计算。

（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；滤液1中混有Fe3+和Fe2+，调节pH，加入漂白精的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，生成Fe（OH）3沉淀除去；（2）调节滤液2的pH要想生成Zn（OH）2沉淀而不生成Mg（OH）2，必须知道Mg（OH）2开始沉淀时的pH、Zn（OH）2沉淀完全的pH，以及Zn（OH）2开始溶解的pH；

（3）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；

（4）利用关系式法来计算质量分数。

（1）将菱锌矿研磨成粉可以增加反应时的接触面积，使反应更加充分。本小题答案为：增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分。

（2）Fe3+水解的离子方程式为Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+。本小题答案为：Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+。

（3）pH=8.0时Zn(OH)2完全沉淀，pH=10.5时开始溶解，而Mg(OH)2在pH=10.4时开始沉淀，为了使Zn(OH)2能完全析出且不影响Mg(OH)2，溶液的酸碱度应控制在8.0≤pH<10.4范围。本小题答案为：8.0≤pH<10.4。

（4）从“滤液3”制取MgO过程中，由于滤液中含有氯化镁，可以先加入石灰乳生成Mg（OH）2沉淀，然后加热氢氧化镁使其分解得到氧化镁；也可以加入碳酸钠溶液生成碳酸镁沉淀，然后加热碳酸镁使其分解得到氧化镁。如果加入氨水也能生成氢氧化镁，但是氢氧化镁能溶于较浓的氯化铵溶液，所以氨水不能把镁离子完全沉淀。大理石不能沉淀镁离子。综上所述，BD符合。本小题答案为：BD。

（5）“滤液4”之后的操作目的是为了得到纯净的七水合硫酸锌晶体，应将溶液蒸发浓缩至饱和溶液，然后冷却结晶、过滤、洗涤并干燥。本小题答案为：蒸发浓缩；冷却结晶。

（6）设碳酸锌的质量为m，利用关系式法计算：

ZnCO 3----ZnO

125 81

m m 2

ZnCO 3的质量为125m2/81，ZnCO 3的质量分数为 125m2/81m1。