Question

（12分）碱式碳酸锌【xZnCO₃·yZn(OH) ₂·zH₂O】主要用做橡胶硫化促进剂，工业上利用锌焙砂（主要成分是ZnO、SiO₂，还含有Fe₂O₃、CuO等）生产碱式碳酸锌的工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）向锌焙砂加入足量稀硫酸进行酸溶的过程中，所发生反应的离子方程式为           、___    _（写其中任意两个）。

（2）从滤渣I中分离出SiO₂的部分流程如下：

①试剂X的名称为____     。②操作1的方法为________  。

（3）加入锌粉的目的是____      ，从滤渣Ⅱ中获取铜的操作方法为         。

（4）高温煅烧碱式碳酸锌得到ZnO，取碱式碳酸锌3.41g，在高温下煅烧至恒重，得到固体2.43g和标准状况下CO₂ 0.224L，则该碱式碳酸锌的化学式为          。

Answer

（1）ZnO+2H+=Zn2++H2O ；Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O CuO+2H+=Cu2++H2O

（2）①NaOH溶液 ②灼烧

（3）除去溶液中的Cu2+和Fe3+ 向滤渣Ⅱ中加入过量的稀硫酸（稀盐酸），充分反应后过滤洗涤

（4）ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O

【解析】

试题分析：锌焙砂中含有ZnO、SiO2、Fe2O3、CuO等，向其中加入足量稀硫酸进行酸溶，ZnO、Fe2O3、CuO发生反应，反应的离子方程式是ZnO+2H+=Zn2++H2O；Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；CuO+2H+=Cu2++H2O，（2）①SiO2不能溶解。过滤出来，然后向其中加入NaOH溶液，发生反应：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；再向该溶液中通入过量的CO2气体，发生反应：Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3; 将H2SiO3过滤出来，洗涤干净，然后灼烧，发生分解反应产生SiO2和H2O，②操作1的方法为灼烧；（3）加入锌粉的目的是作还原剂，将溶液中的Cu2+和Fe3+还原除去；由于滤渣Ⅱ中含有过量的Zn及置换出来的Cu，所以从滤渣Ⅱ中获取铜的操作方法为向滤渣Ⅱ中加入过量的稀硫酸（稀盐酸），发生反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑,充分反应后过滤洗涤，就得到了Cu；（4）n(ZnO)= 2.43g÷81g/mol=0.03mol；n(CO2)= 0.224L÷22.4L/mol=0.01mol，则n(ZnCO3)= 0.01mol；n(Zn(OH)2)= 0.03mol-0.01mol=0.02mol，则n(H2O)= (3.41g-0.01mol×125g/mol-0.02mol×99g/mol) ÷18g/mol=0.01mol, n(ZnCO3)：n(Zn(OH)2)：n(H2O)=1:2:1，所以该盐的化学式是ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O。

考点：考查反应离子方程式的书写、混合物的分离方法、化学操作的名称、物质的作用、物质化学式的确定的知识。