Question

【题目】四水合磷酸锌[Zn3(PO4)2·4H2O，摩尔质量为457 g·mol－1，难溶于水] 是一种性能优良的绿色环保防锈颜料。实验室以锌灰（含ZnO、PbO、CuO、FeO、Fe2O3、SiO2等）为原料制备Zn3(PO4)2·4H2O的流程如下，回答下列问题：

已知：6NH4HCO3 + 3ZnSO4 ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓ + 3(NH4)2SO4 + 5CO2↑

ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O + 2H3PO4 Zn3(PO4)2·4H2O + 2H2O + CO2↑

（1）滤渣Ⅰ的主要成分为________；步骤Ⅰ中，需先将溶液的pH调至5.1，此时应选择的最佳试剂是________；

a．氨水 b．氢氧化钠 c．氧化锌 d．氢氧化钡

滴加KMnO4溶液后有MnO2生成，该反应的离子方程式为________；试剂a为________；步骤Ⅳ反应结束后，得到Zn3(PO4)2·4H2O的操作包括________和干燥。

（2）称取45.7 mg Zn3(PO4)2·4H2O进行热重分析，化合物质量随温度的变化关系如图所示，为获得Zn3(PO4)2·2H2O和Zn3(PO4)2·H2O的混合产品，烘干时的温度范围为________。

a．90～145℃ b．145～195℃ c．195～273℃ d．＞273℃

（3）为测定产品中Zn3(PO4)2·4H2O的含量，进行如下实验，已知滴定过程中Zn2+与H2Y2按1:1反应。

步骤Ⅰ：准确称取0.4570 g产品于烧杯中，加入适量盐酸使其溶解，将溶液转移至100 mL容量瓶，定容。

步骤Ⅱ：移取20.00 mL上述溶液于锥形瓶中，加入指示剂，在pH = 5～6的缓冲溶液中用0.02000mol·L－1 Na2H2Y标准溶液滴定至终点，测得Na2H2Y标准溶液的用量为27.60 mL。

步骤Ⅱ中移取溶液时所使用的玻璃仪器为________；产品中Zn3(PO4)2·4H2O的质量分数为_______。下列操作中，导致产品中Zn3(PO4)2·4H2O含量测定值偏低的是________。

a．步骤I中定容时俯视刻度线

b．步骤I中转移溶液时未洗涤烧杯

c．步骤II中滴定管未用Na2H2Y标准溶液润洗

d．步骤II中滴定前滴定管内无气泡，滴定结束后有气泡

Answer 1

【答案】SiO2、PbSO4 c MnO+ 3Fe2+ + 7H2O＝MnO2↓ + 3Fe(OH)3↓ + 5H+ Zn 过滤、洗涤 b 移液管（或酸式滴定管） 92% bd

【解析】

酸浸时SiO2不参与反应，PbO与稀硫酸反应生成难溶物质PbSO4；调节pH时应注意不能带入新的杂质；KMnO4与溶液中亚铁离子发生氧化还原反应，以此写出化学方程式；试剂a为了除去溶液中的其他金属阳离子；步骤Ⅳ反应结束后，得到Zn3(PO4)2·4H2O的操作有过滤、洗涤、干燥，据此解答。

（1）酸浸时SiO2不参与反应，PbO与稀硫酸反应生成难溶物质PbSO4,故滤渣Ⅰ的主要成分为SiO2、PbSO4,；调节pH时不能带入新的杂质，也不能与所需产品反应，最佳试剂为氧化锌；KMnO4与溶液中亚铁离子发生氧化还原反应：；试剂a为了除去溶液中的其他金属阳离子Cu2+，为了不带入新的杂质，可用Zn单质；步骤Ⅳ反应结束后，得到Zn3(PO4)2·4H2O的操作有过滤、洗涤、干燥；故答案为：SiO2、PbSO4；c；；Zn；过滤、洗涤；

（2）由图可知当温度小于90℃时，产品为Zn3(PO4)2·4H2O，此时物质的量为，当温度为145℃时质量为42.1g，蒸发水分物质的量为，则产品为Zn3(PO4)2·2H2O，同理可得，当温度为195℃时产品为Zn3(PO4)2·H2O，当温度为273℃时产品为Zn3(PO4)2，为获得Zn3(PO4)2·2H2O和Zn3(PO4)2·H2O的混合产品，应控制温度在145～195℃，故答案为：b；

（3）移取溶液时所使用的玻璃仪器为移液管（或酸式滴定管）；滴定时有关系：，消耗Na2H2Y物质的量为，则样品中含有Zn3(PO4)2·4H2O的物质的量为：，则产品中Zn3(PO4)2·4H2O的质量分数为；

a．步骤I中定容时俯视刻度线，导致产品浓度偏高，测定值偏高；

b．步骤I中转移溶液时未洗涤烧杯，导致产品浓度偏低，测定值偏低；

c．步骤II中滴定管未用Na2H2Y标准溶液润洗，所需标准液体积偏高，测定值偏高；

d．步骤II中滴定前滴定管内无气泡，滴定结束后有气泡，所需标准液体积偏低，测定值偏低；故答案为：移液管（或酸式滴定管）；92%；bd。