Question

【題目】鋅鋇白是一種白色顏料。工業(yè)上是由ZnSO4與BaS溶液混合而成：BaS＋ZnSO4＝ZnS↓＋BaSO4↓。請根據(jù)以下工業(yè)生產(chǎn)流程回答有關(guān)問題。

Ⅰ.ZnSO4溶液的制備與提純：

有關(guān)資料：a.菱鋅礦的主要成分是ZnCO3，含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等；

b.Zn(OH)2與Al(OH)3相似，能溶于過量的NaOH溶液生成Na2ZnO2。

（1）若②中加入氧化劑為H2O2，寫出離子反應(yīng)方程式____。

（2）為了達到綜合利用、節(jié)能減排的目的，上述流程步驟④中的CO2可以來自于步驟___（選填①、②、③、⑤）。

（3）濾渣2的主要成分為___。

（4）寫出步驟④后產(chǎn)生濾渣3的離子反應(yīng)方程式___。

Ⅱ.BaS溶液的制備：

（5）寫出煅燒還原的化學(xué)反應(yīng)方程式____。

Ⅲ.制取鋅鋇白：

（6）如果生產(chǎn)流程步驟⑤硫酸過量，則ZnSO4與BaS溶液混合制取鋅鋇白產(chǎn)生的后果是___。

Answer 1

【答案】2Fe2+＋2H+＋H2O2=2Fe3+＋2H2O ① Fe(OH)3、Cu(OH)2 ZnO22-＋2CO2＋2H2O=Zn(OH)2↓＋2HCO3- BaSO4＋4CBaS＋4CO↑ 過量的酸與BaS溶液混合會產(chǎn)生有毒的H2S污染空氣，而且會降低鋅鋇白的產(chǎn)率

【解析】

I、ZnSO4的制備流程：菱鋅礦用硫酸溶解后，得到的濾渣1為SiO2，溶液中的陽離子有Zn2+、Fe2+、Cu2+，加入H2O2的目的是將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，再加入過量的NaOH，Fe3+和Cu2+形成濾渣2，而Zn2+轉(zhuǎn)化為ZnO22-，留在溶液中；向所得溶液通入CO2，Na2ZnO2轉(zhuǎn)化為Zn(OH)2形成濾渣3，再用硫酸溶解Zn(OH)2即得ZnSO4；

II、根據(jù)題中的反應(yīng)物和生成物寫出反應(yīng)方程式即可；

III、BaS和過量的酸反應(yīng)生成的H2S會污染環(huán)境，同時也鋅鋇白的產(chǎn)率也會降低。

(1)加入氧化劑二價鐵被氧化為三價鐵，若②中加入氧化劑為H2O2，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2+ +2H++H2O2 =2Fe3++2H2O；

(2)因步驟①中，硫酸與ZnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3反應(yīng)時均產(chǎn)生CO2，為了達到綜合利用、節(jié)能減排的目的，上述流程步驟④中的CO2可以來自于步驟①；

(3)根據(jù)上述分析，濾渣2的主要成分為Fe(OH)3、Cu(OH)2；

(4)由題目信息知：Zn(OH)2與Al(OH)3相似，則與Na2ZnO2與NaAlO2類似，即Na2ZnO2與過量CO2反應(yīng)方程式為：Na2ZnO2+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2NaHCO3，離子方程式為；ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-；

(5)根據(jù)示意圖，硫酸鋇與碳粉煅燒還原反應(yīng)生成BaS和CO，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為BaSO4+4CBaS+4CO↑；

(6)如果Ⅰ中步驟⑤使用硫酸過量，會發(fā)生如下反應(yīng)，BaS+H2SO4=H2S↑+ZnSO4，H2S氣體有毒，會污染環(huán)境，而且鋅鋇白的產(chǎn)率會降低。