Question

硫酸锌是一种重要的工业原料，广泛用于农业、化工、电镀等行业。工业上由锌渣(主要成分为ZnO、FeO、CuO、PbO等)等工业废料生产ZnSO₄·7H₂O的流程如下：

(1)“溶浸”操作中，写出加快“锌渣”“溶浸”速率的两种措施_____________。

(2)“滤渣A”的主要成分是________；“滤渣C”的主要成分是________。

(3)“反应Ⅰ”中①，先加入NaClO反应的离子方程式为____________；“反应Ⅰ”中②，再加入NaOH调节溶液pH约为_________，则滤液中Fe元素浓度小于4×10⁻⁵mol·L^－1，而基本存在于“滤渣B”中。(Ksp[Fe(OH)₃]=4×10⁻³⁸)

(4)“反应Ⅱ”中，加入的锌粉需用少量稀硫酸处理，原因是_________。

(5)在实验室中，由滤液获得ZnSO₄·7H₂O晶体的具体实验操作有_____________。

(6)取28.7g ZnSO₄·7H₂O加热至不同温度，剩余固体的质量如下表：

温度/℃	100	250	680	930
质量/g	17.90	16.10	13.43	8.10

则680℃时所得固体的化学式为_________(填字母标号)。

A.ZnO    B.ZnSO₄    C. Zn₃O(SO₄)₂  D.ZnSO₄·H₂O

Answer

锌渣粉碎成粉末、适当提高温度、适当提高硫酸浓度、搅拌 PbSO4 Cu、(Zn) 2Fe2++ClO−+2H+=2Fe3++Cl−+H2O 3 除去锌粉表面的氧化膜 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤 C

【解析】

氧化锌矿(主要成分为ZnO、FeO、CuO、PbO等)加稀硫酸溶解，过滤，滤渣A为难溶物硫酸铅，滤液中主要含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁等；加NaClO氧化亚铁离子，加NaOH溶液生成氢氧化铁沉淀，过滤；此时滤液中含有硫酸铜、硫酸锌和硫酸钠，加锌粉置换铜离子，过滤，滤渣为Cu可能含有Zn，滤液主要为硫酸锌和硫酸钠，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到ZnSO4•7H2O晶体，以此解答该题。

(1)锌渣粉碎成粉末、适当提高温度、适当提高硫酸浓度、搅拌等措施都可以加快“锌渣”“溶浸”速率；

(2)滤渣A为难溶物PbSO4；滤渣C为被置换出来的铜和过量的锌；

(3)“反应Ⅰ”中①，加入NaClO氧化亚铁离子生成铁离子，自身被还原成氯离子，根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe2++ClO−+2H+=2Fe3++Cl−+H2O；Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH−)，当c(Fe3+)=4×10−5mol·L－1时，c(OH−)==10-11mol/L，所以溶液的pH值为3；

(4)锌粉为活泼金属，容易被空气氧化，形成氧化膜，稀硫酸可以除去锌粉表面的氧化膜；

(5)从溶液中获取晶体，一般需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤等步骤；

(6)28.70 g ZnSO4•7H2O的物质的量为0.1mol，由Zn元素守恒可知，可以生成0.1molZnSO4•H2O或ZnSO4或ZnO，或molZn3O(SO4)2；
若得ZnSO4•H2O的质量为17.90g(100℃)；
若得ZnSO4的质量为16.10g(250℃)；
若得Zn3O(SO4)2的质量约为13.43g(680℃)；

若得ZnO的质量为8.10g(930℃)；
综上所述答案为C。