Question

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，生产工艺流程示意如下：

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

（2）针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是______________。

（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________________

	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	—	—

工业上从“滤液3”制取MgO过程中，最合适的反应物是______________（选填序号）。

A、大理石粉     B、石灰乳      C、纯碱溶液        D、烧碱溶液

“滤液4”之后的操作依次为______、_______、过滤，洗涤，干燥。

（4）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO₃ 的质量分数不低于________。

Answer

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 B 蒸发浓缩 冷却结晶

【解析】

菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，加入过量浓盐酸溶解，过滤除去不溶物，滤液中含有氯化锌、氯化铁、氯化亚铁、氯化镁、氯化钙及为反应的HCl，加入漂白粉将二价铁氧化为三价铁，调节pH得到氢氧化铁沉淀，过滤分离后，再调节滤液pH得到Zn(OH)2沉淀，且不能生成Mg(OH)2．氢氧化锌用硫酸溶解，用Zn粉除去过量的硫酸，将溶液蒸发、结晶、过滤后洗涤并干燥得到晶体。

(1)增大反应物接触面积，充分反应；

(2)组成元素是Fe、O、H，化学式量为89，其中铁的相对原子量为56，化学式中只能含有1个Fe原子、2个氧原子和1个氢原子；

(3)调节滤液pH得到Zn(OH)2沉淀，且不能生成Mg(OH)2；从“滤液3”制取MgO过程中，应先转化为Mg(OH)2，使用石灰乳最经济；从溶液中获得干燥纯净的晶体一般有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作；
(4)根据沉淀2中ZnO的质量利用关系式ZnCO3～ZnO计算菱锌矿粉中ZnCO3 的质量，可得菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数。

(1)将菱锌矿研磨成粉，增大反应物接触面积，充分反应，提高浸取效率，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)组成元素是Fe、O、H，化学式量为89，其中铁的相对原子量为56，化学式中只能含有1个Fe原子、2个氧原子和1个氢原子，所以可能的组成为FeO(OH)，故答案为：FeO(OH)；

(3) 调节滤液2的pH得到Zn(OH)2沉淀而不生成Mg(OH)2，由Mg(OH)2开始沉淀时的pH、Zn(OH)2沉淀完全时的pH，pH应介于8.0≤pH<10.4；从“滤液3”制取MgO过程中，应先转化为Mg(OH)2，使用石灰乳最经济；“滤液4”之后的操作目的是得到纯净的固体，应将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤并干燥，故答案为：8.0≤pH<10.4；B；蒸发浓缩；冷却结晶；
(4) 菱锌矿转化可以得到m2 Kg ZnO，则：，ZnCO3的质量m=Kg，ZnCO3的质量分数为=故答案为：。