Question

(14分)氧化鋅是橡膠、油漆、搪瓷、電纜、醫藥、電子、化學等工業的重要原料。以氧
化鋅粗品為原料制備活性氧化鋅的生產工藝流程如下：

（1）.浸出”后得到的酸性溶液中含有Zn^2＋、SO₄^2－，另含有Fe^2＋、Cu^2＋、^＋、Mn^2＋等
雜質。物質A的作用是調節溶液的pH至5 4，物質A最好選擇________。

A．NH3.H2O

B．Na2CO3

C．H2SO4

D．ZnO

已知25℃時部分金屬離子從開始形成氫氧化物沉淀到沉淀完全時溶液的pH如下表：

該溫度下。
（2） KMnO₄的作用是除去Mn^2＋和Fe^2＋，則KMnO₄與Mn^2＋反應的離子方程式為_____________________________________；若溶液中，則處理1該溶液，Fe^2＋所消耗的KMnO₄的質量為________g（保留兩位有效數字）。
（3）雜質Cu^2＋、^2＋可利用置換反應除去，則物質B是_________。
（4）被灼燒的沉淀是，生成該沉淀的化學方程式為________。
如何檢驗該沉淀是否洗凈？________________________________。

Answer 1

（每空2分，共14分）
（1）   D   ; 1.0×10^-20.2
（2）2MnO₄^―+3Mn²⁺ + 2H₂O = MnO₂+ 4H⁺   ；   26.33
（3）鋅粉
（4）3ZnSO₄ + 5NH₃·H₂O + NH₄HCO₃ = ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O↓ + 3 (NH₄)₂SO₄；
向最后一次的洗滌液中滴入1～2滴BaCl₂溶液，若無明顯的現象，則沉淀已洗凈。

試題分析：（1）該流程的目的是制備氧化鋅，所以為了不引入新的雜質，需要選擇氧化鋅 調節溶液的pH值，答案選D；Zn(OH)₂完全沉淀時c(Zn²⁺)=1×10^-5mol/L，c（OH^-）=1×10^-14/1×10^-6.4=1×10^-7.6mol/L，所以該溫度下Zn(OH)₂的K_sp= c（OH^-）²×c(Zn²⁺)=1.0×10^-20.2
（2）根據流程圖可知，加入高錳酸鉀后有二氧化錳沉淀出現，所以KMnO₄與Mn^2＋反應生成二氧化錳，離子方程式為2MnO₄^―+3Mn²⁺ + 2H₂O = MnO₂+ 4H⁺   ；根據得失電子守恒規律，存在MnO₄^-～3Fe²⁺,1m³的該溶液中n(Fe²⁺)=0.5mol，則需要KMnO₄的質量為0.5mol/3×158g/mol=26.33g；
（3）雜質Cu^2＋、^2＋可利用置換反應除去，同樣是為了不能引入新的雜質，B應是鋅粉；
（4）生成ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O應是在加入碳酸氫銨與氨水后產生的，溶液中的硫酸鋅與之反應生成的沉淀，所以化學方程式為3ZnSO₄ + 5NH₃·H₂O + NH₄HCO₃ = ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O↓ + 3 (NH₄)₂SO₄； 該沉淀中還可能含有硫酸根離子，所以檢驗洗滌是否干凈的方法就是檢驗硫酸根離子是否存在，具體操作為向最后一次的洗滌液中滴入1～2滴BaCl₂溶液，若無明顯的現象，則沉淀已洗凈。