Question

以菱锌矿(主要成分是ZnCO₃,杂质为FeO、CuO)为原料制备七水硫酸锌(ZnSO₄﹒7H₂O)，回答下列问题:

(1)“溶解”时矿石中主要成分发生反应的化学方程式为__________________。若该过程需要的25%的稀硫酸，用一定浓度的浓硫酸进行配制，需要用到的仪器有胶头滴管、玻璃棒、烧杯和___________，其中玻璃棒的作用是_____________________。

(2)“除铁”中溶液的酸碱度对除铁效果的影响如图所示，由图可知，除铁时pH应控制在_________为宜；

(3)物质X是___________，滤渣的成分是_______________。

(4)流程中获得七水硫酸锌前省略的操作是______________、冷却结晶，过滤、洗涤和低温烘干。

Answer

量筒 加速热量的散失 3.5 Zn Zn、Cu 加热浓缩

【解析】

题目要求以菱锌矿(主要成分是ZnCO3,杂质为FeO、CuO)为原料，通过反应除杂，制备七水硫酸锌(ZnSO4﹒7H2O)。

(1)矿石中主要成分是ZnCO3，在溶解过程中与硫酸发生反应，化学方程式为。用一定浓度的浓硫酸进行配制该过程需要的25%的稀硫酸，浓溶液配制稀溶液，只需要溶剂水，所以不需要用到天平，需要用到的仪器有胶头滴管、玻璃棒、烧杯和量筒，其中玻璃棒的作用是搅拌，加速热量的散失，防止浓硫酸飞溅出来。

(2)根据地图示分析，在溶液的pH约为3.5时，“除铁”达到97%左右，所以除铁时溶液pH应控制在3.5为宜。

(3)除去铁后，溶液中含有的溶质有硫酸铜和硫酸锌，要制取硫酸锌晶体，加入过量物质X是为了除去硫酸铜，但又不能引进其他杂质，所以X为Zn，锌与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，因此，滤渣的成分是铜和过量的锌。

(4)因为硫酸锌的溶解度随温度变化比较大，所以从溶液析出七水硫酸锌晶体操作是加热浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤和低温烘干。