Question

【題目】納米ZnO的顆粒直徑介于1～100nm之間，具有許多特殊的性能，可用于制造變阻器、圖像記錄材料、磁性材料和塑料薄膜等。一種利用粗ZnO（含FeO、Fe2O3、CuO）制備納米ZnO的生產工藝流程如下圖所示：

已知：① 生成氫氧化物沉淀時溶液的pH如下表：

物質	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Zn(OH)2	Cu(OH)2
開始沉淀時pH	6.34	1.48	6.2	5.2
完全沉淀時pH	9.7	3.2	8.0	6.4

② 25℃時，Fe(OH)3的溶度積常數Ksp=4.0×10-38。

請回答以以下問題：

（1）酸浸時，為了提高浸出率，可采取的措施有________（填寫兩種）；

（2）反應1中發生反應的離子方程式為______________，一種雙氧水的質量分數為34.0 % （密度為1.13g/cm3) ，其濃度為_______mol/L；

（3）反應2中加適量氨水的目的是_________，此時所需pH的范圍為_________，當調節溶液pH=5時，溶液中的c(Fe3+)=__________；

（4）反應3的離子方程式為__________，反應類型為__________；

（5）從濾液B中可回收的主要物質是__________；

（6）經檢驗分析，反應4 所得固體組成為Zna(OH)bCO3，稱取該固體22.4g，焙燒后得固體16.2g，則a=_________。

Answer 1

【答案】適當增加酸的濃度、加熱、將固體原料粉碎等2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O11.3調節溶液pH，使Fe3+完全轉化成Fe(OH)3沉淀而除去3.2≤pH<5.24.0×10—11mol/LZn+Cu2+ =Zn2++Cu置換反應(NH4)2SO42

【解析】(1)酸浸時，為了提高浸出率，可采取的措施有適當增加酸的濃度、加熱、將固體原料粉碎等，故答案為：適當增加酸的濃度、加熱、將固體原料粉碎等；

(2)反應1中，雙氧水將溶解生成的硫酸亞鐵氧化，反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；根據c===11.3 mol/L，故答案為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；11.3；

(3)根據生成氫氧化物沉淀時溶液的pH，反應2中加適量氨水可以調節溶液pH，使Fe3+完全轉化成Fe(OH)3沉淀而除去，此時所需pH的范圍為3.2≤pH<5.2，當調節溶液pH=5時，溶液中的c(Fe3+)===4.0×10—11mol/L，故答案為：調節溶液pH，使Fe3+完全轉化成Fe(OH)3沉淀而除去；3.2≤pH<5.2；4.0×10—11；

(4)反應3中加入的鋅與溶液中的銅離子發生置換反應，反應的離子方程式為Zn+Cu2+ =Zn2++Cu，故答案為：Zn+Cu2+ =Zn2++Cu；置換反應；

(5)根據流程圖，濾液B中含有生成的(NH4)2SO4和過量的碳酸氫銨，因此可回收的主要物質是(NH4)2SO4，故答案為：(NH4)2SO4；

(6)焙燒Zna(OH)bCO3生成氧化鋅、水蒸氣和二氧化碳。16.2g氧化鋅，生成的二氧化碳和水蒸氣是質量為22.4g-16.2g=6.2g。

Zna(OH)bCO3 aZnO+H2O+CO2

65a+17b+60 81a 9b+44

22.4g 16.2g 6.2g

則==，解得a=2，b=2，故答案為：2。