Question

用菱锌矿（主要成分为碳酸锌，还含有Fe²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Cu²⁺等）制备氯化锌的一种流程如下：
（1）在反应3前要将菱锌矿研磨，其目的是______．
（2）反应4将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，该反应的离子方程式为______．
（3）加入氧化锌调节pH=4.5，反应5的离子方程式为______、______．
（4）锌粉不在反应4之前加入的原因是______．
（5）若用石墨作电极电解滤液Y，则可以得到参与本流程反应的物质有______．

Answer 1

【答案】分析：依据流程分析，反应1是氯气和氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠、氯酸钠反应2是氢气和氯气反应生成氯化氢溶于水得到盐酸，用来溶解菱锌矿，加入次氯酸钠溶液氧化亚铁离子，调节溶液PH加入氧化锌反应使氢氧化铁醛不沉淀，通过脱钙脱镁得到 溶液中含氢离子、铜离子，加入锌反应生成氢气和铜过滤得到氯化锌溶液，电极氯化锌得到氢气和氯气，当浓度达到一定程度可以在阴极析出锌；
（1）依据影响化学反应速率的因素分析判断，增大接触面积会增大反应速率；
（2）反应4是利用氯气和氢氧化钠溶液反应生成的次氯酸钠和反应3盐酸溶解菱锌矿的产物中亚铁离子发生的氧化还原反应；
（3）反应5是利用氧化锌调节溶液PH使氢氧化铁全部沉淀，同时不引入新的杂质；
（4）Zn和H⁺以及Fe³⁺反应，将增加Zn的用量以及后续实验中次氯酸钠（或氯酸钠）的用量；
（5）滤液Y是ZnCl₂，用石墨作电极，电解时首先得到H₂和Cl₂，当ZnCl₂浓度较大时还可以得到Zn．
解答：解：（1）依据影响化学反应速率的因素分析判断，增大接触面积会增大反应速率，故答案为：增大反应物接触面积，使反应3反应速率加快；
（2）反应1是氯气与氢氧化钠溶液反应，产物是NaClO、NaClO₃和水，反应3中加入了过量盐酸，反应4中将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺═2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺═2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；
（3）加入氧化锌调节溶液的pH=4.5，同时得到红褐色沉淀Fe（OH）₃，同时不引入新的杂质；反应的离子方程式为：ZnO+2H⁺═Zn²⁺+H₂O，Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃↓+3H⁺，
故答案为：ZnO+2H⁺═Zn²⁺+H₂O；Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃↓+3H⁺；
（4）因为菱锌矿中含有杂质离子Fe³⁺，以及加入的盐酸均可以与锌粉反应，这样锌的用量增加，并造成后续反应中所用的次氯酸钠或氯酸钠的用量也增加，
故答案为：Zn和H⁺以及Fe³⁺反应，将增加Zn的用量以及后续实验中次氯酸钠（或氯酸钠）的用量；
（5）滤液Y是ZnCl₂，用石墨作电极，电解时首先得到H₂和Cl₂，当ZnCl₂浓度较大时还可以得到Zn，故答案为：H₂、Cl₂、Zn．
点评：本题考查了物质制备流程的分析判断，影响化学反应速率的因素，离子方程式书写，电解原理的应用，题目难度中等．