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【題目】硫酸鋅是一種重要的工業(yè)原料,廣泛用于農業(yè)、化工等行業(yè)。工業(yè)上由鋅渣(主要成分為ZnOFeO、CuOCaO、SiO2)為原料生產ZnSO4·7H2O的流程如圖:

(1)“濾渣A”的主要成分是__。

(2) “反應Ⅰ中,先加入NaClO反應的離子方程式為__。

(3) “反應Ⅰ中,再加入NaOH調節(jié)合適的pH,則濾渣B”的主要成分是__(填化學式)。

(4) “反應Ⅱ中,加入的鋅粉需用少量稀硫酸處理,原因是__。

(5)已知ZnSO4溶液的溶解度隨溫度變化如圖,從濾液中分離出ZnSO4·7H2O,涉及以下操作:a.在60℃蒸發(fā)溶劑;b.蒸發(fā)至溶液出現(xiàn)晶膜,停止加熱;c.在100℃蒸發(fā)溶劑;d.冷卻至室溫;e.過濾。以上操作的正確順序為:__(操作可重復使用)。

(6)28.7g ZnSO4·7H2O加熱至不同溫度,剩余固體的質量如下表:

溫度/

100

250

680

930

質量/g

17.90

16.10

13.43

8.10

680℃時所得固體的化學式為___(填字母標號)

aZnSO4·H2O bZnSO4cZn3O(SO4)2dZnO

【答案】SiO2、CaSO4 2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O Fe(OH)3 除去鋅粉表面的氧化膜 cbabde c

【解析】

工業(yè)上往鋅渣(主要成分為ZnO、FeO、CuO、CaOSiO2)中加入硫酸,ZnO、FeOCuO完全溶解轉化為硫酸鹽,CaO與硫酸反應轉化為CaSO4沉淀,SiO2不反應,CaSO4、SiO2成為濾渣A;往濾液中加入NaClO,此時Fe2+被氧化為Fe3+,再加入NaOH溶液,Fe3+轉化為Fe(OH)3,并成為濾渣B;再往濾液中加入鋅粉,將溶液中的Cu2+還原為Cu;濾液經過蒸發(fā)結晶,便得到ZnSO4·7H2O晶體。

(1)由以上分析知,濾渣A”的主要成分是SiO2、CaSO4;答案為:SiO2、CaSO4;

(2) “反應Ⅰ”中,先加入NaClO,將Fe2+氧化為Fe3+,此時溶液呈酸性,ClO-被還原為Cl-,反應的離子方程式為2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;答案為:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;

(3) “反應Ⅰ”中,再加入NaOH調節(jié)合適的pH,此時Fe3+OH-反應生成Fe(OH)3,則濾渣B”的主要成分是Fe(OH)3;答案為:Fe(OH)3

(4) “反應Ⅱ”中,發(fā)生的是ZnCu2+的置換反應,加入的鋅粉需用少量稀硫酸處理,則稀硫酸應處理鋅,以有利于鋅與Cu2+的反應,原因是除去鋅粉表面的氧化膜;答案為:除去鋅粉表面的氧化膜;

(5)從圖中可以看出,60℃前,ZnSO4的溶解度隨溫度升高而增大,60℃后,ZnSO4的溶解度隨溫度升高而減小。為便于蒸發(fā)水分,起初溫度應控制在100℃,加熱蒸發(fā)到溶液飽和時,再降溫至60℃,再次蒸發(fā)水分,至飽和后,降低溫度,獲得晶體。由此可確定以上操作的正確順序為:cbabde;答案為:cbabde;

(6)28.7g ZnSO4·7H2O,物質的量為=0.1mol100℃時,固體物質的摩爾質量為=179g/mol,其為ZnSO4·H2O250℃時,固體物質的摩爾質量為=161g/mol,其為ZnSO4;930℃時,固體物質的摩爾質量為=81g/mol,其為ZnO;所以680℃時,固體為Zn3O(SO4)2;答案為:Zn3O(SO4)2

練習冊系列答案
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