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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Z...

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Fe2O3FeCO3MgOCaO等,生产工艺流程示意如图:

1)将菱锌矿研磨成粉的目的是__

2)完成氧化除铁步骤中反应的离子方程式:□Fe(OH)2+□____+□_____=□Fe(OH)3+□Cl-____

3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是FeOH,化学式量为89,化学式是___

4)根据下表数据,调节滤液2”pH时,理论上可选用的最大区间为__

5)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.烧碱溶液

6滤液4”之后的操作依次为_________、过滤,洗涤,干燥。

7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于___

 

增大反应物接触面积或增加反应时的接触面积,使反应更加充分 2Fe(OH)2+1ClO-+1H2O=2Fe(OH)3+1Cl- FeO(OH) 8.0PH<10.4 b(或b和d)或d 蒸发浓缩 冷却结晶 【解析】 向菱镁矿粉中加入过量浓盐酸,滤液中含有ZnCl2、FeCl3、FeCl2、MgCl2和CaCl2,通过加入氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+和调节PH使Fe3+生成针铁矿而除去,通过调节滤液2的PH,使Mg2+和Zn2+分离,滤液3中含有Mg2+,可用于制取MgO,沉淀2中的Zn(OH)2用硫酸溶解,然后加入锌粉和过量的硫酸反应,过滤后的滤液中含有ZnSO4,用于制取ZnSO4·7H2O。 (1)将菱锌矿研磨成粉的目的是增大反应物接触面积,使反应更加充分。故答案为增大反应物接触面积或增加反应时的接触面积,使反应更加充分。 (2)氧化除铁步骤中,Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3,加入的氧化剂是漂白粉,起氧化作用的是ClO-中的+1价的氯,ClO-被还原为Cl-。根据电子守恒和电荷守恒配平离子方程式:2Fe(OH)3+1ClO-+1H2O=2Fe(OH)2+1Cl-。 (3)针铁矿组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,铁的相对原子质量为56,所以含有1个铁原子,89-56=33,所以含有的氧原子数为2,33-2×16=1,所以含有1个氢原子,所以化学式是FeO(OH)。 (4)调节“滤液2”的pH,目的是使Zn2+沉淀完全而Mg2+不能沉淀,可以加入MgO消耗H+而使PH增大,根据表中给出的数据,理论上可选用的最大区间为8.0PH<10.4。 (5) “滤液3”中含有MgCl2,由于Mg(OH)2难溶而MgCO3微溶,所以应先使其转变为Mg(OH)2,然后再加热分解得到MgO,所以加入的合适的反应物是石灰乳或烧碱溶液,故选b(或b和d)或d。 (6)从溶液中获得结晶水合物,为了不失去结晶水,所以需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,洗涤,干燥。故答案为蒸发浓缩、冷却结晶。 (7)m1kg菱镁矿粉中的锌转化为沉淀Zn(OH)2,以ZnO计为m2kg,最后得到的m3kgZnSO4·7H2O的数据不能用于计算菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数,因为在溶解Zn(OH)2后的溶液中又加入了锌粉,所以ZnSO4·7H2O中的锌不是全部来自于菱镁矿。根据m2kgZnO的质量可以计算锌的物质的量:mol,所以ZnCO3的质量为g,所以ZnCO3的质量分数为。  
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