Sắt tráng kẽm (Zn) được sử dụng ngày càng phổ biến so với sắt đen do khả năng chống ăn mòn cao.

Sắt tráng kẽm (Zn) được sử dụng ngày càng phổ biến so với sắt đen do khả năng chống ăn mòn cao. 50% sản lượng kẽm trên thế giới được ứng dụng để tráng hoặc mạ sắt và thép. Kẽm có thể được sản xuất trong công nghiệp từ quặng smithsonite (ZnCO₃) theo quy trình như sau.
Quặng smithsonite được nghiền nhỏ, nung ở 400 – 500°C tạo thành hợp chất A và khí B.
(a) Xác định % khối lượng Zn tối đa có trong quặng smithsonite.
(b) Đề nghị công thức hoá học của A và B, viết phương trình hoá học.
Nung hợp chất A với than ở 1200 – 1300°C thu được kẽm và khí D. Cho biết khí D không tạo kết tủa với nước vôi trong.
(c) Viết phương trình hoá học và cho biết cần trộn A với than theo % khối lượng bao nhiêu để phản ứng xảy ra hoàn toàn? Giả thiết lượng tạp chất trong than không đáng kể.
Phương pháp khác để sản xuất kẽm là hoà tan chất A trong sulfuric acid, sau đó tiến hành điện phân dung dịch để thu được kẽm kim loại với độ tinh khiết đến 99,95%.
(d) Viết phương trình hoá học của quá trình hoà tan chất A trong sulfuric acid. Khi điện phân, kim loại kẽm sẽ thu được ở điện cực âm hay dương? Vì sao?
Hợp chất zinc carbonate base (xZnCO₃.yZn(OH)₂) có thành phần tương tự như khoáng hydrozincite có trong tự nhiên. Sau khi nung zinc carbonate base ở 250°C, thu được chất rắn chỉ có A và có khối lượng còn lại 74,0% so với ban đầu.
(e) Xác định x và y (với x, y là các số nguyên nhỏ nhất).
Có thể tổng hợp zinc carbonate và zinc carbonate base trong phòng thí nghiệm từ phản ứng của dung dịch zinc chloride với dung dịch sodium hydrogen carbonate.
(f) Viết hai phương trình phản ứng điều chế này.
(g) Hai phản ứng điều chế trong câu (f) trên, phản ứng nào tạo thành thể tích khí nhiều hơn? Vi sao? Cho biết phản ứng được thực hiện trong điều kiện nồng độ tác chất và nhiệt độ như nhau.
Có thể chuyển hoá zinc carbonate base thành zinc carbonate bằng phản ứng với CO₂.
(h) Viết phương trình phản ứng.
Cách khác để tổng hợp zinc carbonate trong phòng thí nghiệm là phản ứng của dung dịch zinc sulfate với dung dịch potassium hydrogen carbonate đã được làm lạnh. Sau đó đun nóng hỗn hợp, zinc carbonate sẽ chuyển hoá thành zinc carbonate base.
(i) Viết hai phương trình phản ứng điều chế này. Nhận xét về độ bền nhiệt trong môi trường nước của hai hợp chất.
Có thể sử dụng zinc carbonate (smithsonite) để loại bỏ khí H₂S có trong không khí bị nhiễm độc.
(j) Viết phương trình phản ứng này. Tính khối lượng H₂S có thể phản ứng tối đa với 1 kg zinc carbonate theo phương trình phản ứng.