Question

用菱鋅礦（主要成分為碳酸鋅，還含有Fe²⁺ 、Fe³⁺、 Mg²⁺、 Ca²⁺ 、Cu²⁺等）制備氯化鋅的一種流程如下：

（1）在反應3前要將菱鋅礦研磨，其目的是_______________________________

（2）反應4將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，該反應的離子方程式為______________________

（3）加入氧化鋅調節pH=4.5,反應5的離子方程式為________________________

（4）鋅粉不在反應4之前加的原因是____________________________________

（5）若用石墨作電極電解濾液Y，則可以得到參與本流程反應的物質有_________

 

Answer 1

【答案】

（15分）

（1）增大反應物接觸面積,加快反應3的反應速率

（2）2Fe²⁺ + ClO^- + 2H⁺ = 2 Fe³⁺ + Cl^- + H₂O

（3）ZnO + 2H⁺ = Zn²⁺ + H2O 、Fe³⁺ + 3H₂O Fe(OH)³⁺ 3 H⁺

或3 ZnO + 2 Fe³⁺ + 3H₂O = Fe(OH)₃↓ + 3 Zn²⁺

（4）Zn和H⁺以及Fe³⁺反應，將增加Zn的用量以及后續實驗中次氯酸鈉(或氯酸鈉)的用量

（5）H₂ 、Cl₂、Zn

【解析】

試題分析：

（1）依據影響化學反應速率的因素分析判斷，增大接觸面積會增大反應速率，故答案為：增大反應物接觸面積，使反應3反應速率加快；

（2）反應1是氯氣與氫氧化鈉溶液反應，產物是NaClO、NaClO₃和水，反應3中加入了過量鹽酸，反應4中將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺═2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，

（3）加入氧化鋅調節溶液的pH=4.5，同時得到紅褐色沉淀Fe（OH）₃，同時不引入新的雜質；反應的離子方程式為：ZnO+2H⁺═Zn²⁺+H₂O，Fe³⁺+3H₂O⇌Fe（OH）₃↓+3H⁺，

（4）因為菱鋅礦中含有雜質離子Fe³⁺，以及加入的鹽酸均可以與鋅粉反應，這樣鋅的用量增加，并造成后續反應中所用的次氯酸鈉或氯酸鈉的用量也增加，

（5）濾液Y是ZnCl₂，用石墨作電極，電解時首先得到H₂和Cl₂，當ZnCl₂濃度較大時還可以得到Zn，故答案為：H₂、Cl₂、Zn。

考點定位：本題考查了物質制備流程的分析判斷，影響化學反應速率的因素，難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質，常見金屬元素的單質及其化合物的綜合應用。離子方程式書寫，電解原理的應用，題目難度中等。