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____________________，任寫一種該物質的用:______________________。

（2）沉淀X的化學式為_______________________________。

（3）“轉化I”中氧化劑和還原劑的物質的量之比為________________________。

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

（5）若Ksp(ZnCO3)=1.5×10-10，溶液中離子濃度≤1.0×10-5 mol/L時，認為該離子沉淀完全。則欲使1 L c(Zn2+)=1.5 mol/L溶液中Zn2+沉淀完全，需加入等體積的Na2CO3溶液的物質的量濃度至少為____________________(列出計算式，溶液混合時體積變化忽略不計)。

（6）“一系列操作”包括過濾、洗滌、干燥。過濾所用的玻璃儀器有___________________________；洗滌沉淀的操作為______________________________________________。

Answer 1

【答案】SiO2 制光導纖維、制玻璃、冶煉硅等 Fe(OH)3 1:2 2MnO4-+3Mn2++2H2O==5MnO2↓+4H+、MnO4-+3Fe2++7H2O==MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ [1.5mol/L×1L+(1.5×10-10/1.0×10-5)mol/L×2L]/1L 燒杯、漏斗、玻璃棒 用玻璃棒引流向過濾器中加蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下，重復操作2~3次

【解析】

（1）根據題中所給信息分析，SiO2不與硫酸反應，其余物質都可以和硫酸反應，所以濾渣1為SiO2，SiO2可以制光導纖維、制玻璃、冶煉硅等。

（2）濾液1中包含的離子有Fe2+、Zn2+、Mn2+，調pH=5并加入KMnO4會將Fe2+變成Fe(OH)3沉淀，故沉淀X的化學式為Fe(OH)3。

（3）由題意可知轉化I的為2H2S+O2=2S+2H2O，氧化劑O2與還原劑H2S的物質的量比為2:1。

（4）轉化Ⅱ中KMnO4可以將Mn2+和Fe2+氧化，對應的方程式為2MnO4-+3Mn2++2H2O==5MnO2↓+4H+、MnO4-+3Fe2++7H2O==MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+

（5）假設體積均為1L，將Zn2+沉淀需要的Na2CO3溶液的物質的量為1.5mol/L×1L，因為Ksp(ZnCO3)=c(Zn2+)×c(CO32-)=1.0×10-5mol/L×c(CO32-)=1.5×10-10，所以c(CO32-)=1.5×10-10/1.0×10-5mol/L，因為是等體積混合，所以這部分Na2CO3溶液的物質的量為(1.5×10-10/1.0×10-5)mol/L×2L，所以碳酸鈉溶液的濃度為[1.5mol/L×1L+(1.5×10-10/1.0×10-5)mol/L×2L]/1L。

（6）過濾所用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；洗滌沉淀的操作為：用玻璃棒引流向過濾器中加蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下，重復操作2~3次。