Question

（12分）硫酸鋅被廣泛應用于工農業生產和醫藥領域。工業上由氧化鋅礦（主要成分為ZnO，另含ZnSiO₃、FeCO₃、CuO等）生產ZnSO₄·7H₂O的一種流程如下：

⑴步驟Ⅰ包括酸浸和過濾兩個操作。
①酸浸時，需不斷通入高溫水蒸氣的目的是     。
②過濾時，為防止堵塞，過濾裝置需經常用氫氧化鈉溶液清洗，其清洗原理是
     （用化學方程式表示）。
⑵步驟Ⅱ中，在pH約為5.1的濾液中加入高錳酸鉀，生成Fe(OH)₃和MnO(OH)₂兩種沉淀，該反應的離子方程式為     。
⑶步驟Ⅲ所得濾渣C的主要成分是     。
⑷取28.70 g ZnSO₄·7H₂O加熱至不同溫度，剩余固體的質量變化如圖所示。

①步驟Ⅳ中的烘干操作需在減壓條件下進行，其原因是     。
②680 ℃時所得固體的化學式為     。
a．ZnO     b．Zn₃O(SO₄)₂     c．ZnSO₄     d．ZnSO₄·H₂O

Answer 1

⑴①升高溫度、使反應物充分混合，以加快反應速率
②H₂SiO₃+2NaOH＝Na₂SiO₃+2H₂O
⑵3Fe²⁺+MnO₄^—+8H₂O＝3Fe(OH)₃↓+MnO(OH)₂↓+5H⁺
⑶Cu（Zn）
⑷①降低烘干的溫度，防止ZnSO₄·7H₂O分解
②b
（每空2分，共12分）[

解析試題分析：（1）高溫水蒸氣起到熱量交換加熱作用，同時還有攪拌作用，使反應物充分混合，以加快反應速率；步驟1中產生硅酸，為絮狀沉淀堵塞過濾裝置，故用堿溶解掉；（3）根據雜質成分，第1步除掉ZnSiO₃雜質，第Ⅱ除掉鐵離子雜質，第Ⅲ應除去銅離子，加鋅置換出銅，一般鋅過量；（4）溫度高晶體容易失去結晶水，采用減壓降低水的沸點使晶體表面的水分溶液蒸發；可以采用代入法判斷分解產物，晶體共28.7g0.1mol，a、b、c、d質量分別為0.1×81=8.1,0.1/3×403=13.43g，0.1×161=16.1,
0.1×179=17.9g。
考點：考查工業流程中定性、定量分析有關問題。