Question

【題目】ZnO在醫藥、石化等領域有廣泛的用途。研究小組用某閃鋅礦(主要成分ZnS，含有FeS、SiO2、MnCO3等雜質)制備氧化鋅和硫單質，設計如下流程：

請回答下列問題：

(1)濾渣1的化學式為_______，

(2)沉淀X的化學式為______________。

(3)“轉化Ⅱ”中主要反應的離子方程式為___________________________。

(4)“一系列操作”包括過濾、洗滌、干燥。洗滌沉淀的操作為__________________。

Answer 1

【答案】 SiO2 Fe(OH)3 MnO4﹣+3Fe2++7H2O= MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ 3Mn2+ + 2MnO4- + 2H2O = 5MnO2↓+ 4H+ 向過濾器中加入蒸餾水浸沒沉淀，待蒸餾水流下后，重復操作2～3次

【解析】閃鋅礦（主要成分ZnS，含有FeS、SiO2、MnCO3等雜質）用硫酸溶液溶解并過濾后，濾渣為不溶于稀硫酸的SiO2，逸出的氣體為H2S，并用空氣氧化H2S氣體得到S，防污染空氣，濾液1中含有FeSO4、ZnSO4及MnSO4等溶質，調整濾液1pH至5，并滴加KMnO4溶液，氧化溶液中的Fe2+和Mn2+，最終得到不溶物MnO2和Fe(OH)3，過濾得濾液2為ZnSO4和K2SO4溶液，在濾液2中滴加Na2CO3溶液，得ZnCO3沉淀，過濾、洗滌并干燥，最終煅燒得到ZnO，據此分析解題。

(1)根據分析知閃鋅礦（主要成分ZnS，含有FeS、SiO2、MnCO3，不溶于稀硫酸的為SiO2，所以濾渣1為SiO2。故答案為：SiO2。

(2)濾液1經氧化并調節溶液PH=5后,得到不溶于水的MnO2和Fe(OH)3,則過濾所得不溶沉淀X為Fe(OH)3故答案為：Fe(OH)3。

（3）轉化Ⅱ為用KMnO4氧化溶液中Fe2+,還原產物為Mn2+,根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒可得發生反應的離子方程式MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+，3Mn2++ 2MnO4-+ 2H2O = 5MnO2↓+ 4H+。故答案為：MnO4-+3Fe2++7H2O= MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ ; 3Mn2++ 2MnO4-+ 2H2O = 5MnO2↓+ 4H+

(6)“一系列操作”包括過濾、洗滌、干燥。洗滌不溶物的方法是向過濾器中加入蒸餾水浸沒沉淀，待蒸餾水流下后，重復操作23次。故答案為：向過濾器中加入蒸餾水浸沒沉淀，待蒸餾水流下后，重復操作23次。