Question

【题目】氧化锌是一种常用添加剂，广泛应用于塑料、合成橡胶、电池等产品的制造。一种利用氧化锌烟灰制备活性氧化锌的工艺流程如下：

已知：I.氧化锌烟灰的主要化学组成如下：

元素组成	Zn	Pb	Cu	Cl	F
质量分数%	59.78	9.07	0.30	2.24	1.80

Ⅱ.浸出”时，大部分锌元素以Zn(NH3)42＋形式进入溶液，同时部分Pb、Cu、F元素也进入溶液中。

(1)氨的电子式______________________。

(2)“浸出”时，氧化锌发生反应的离子方程式为_________________________________；“浸出”时温度不宜过高，其原因为____________________________________________。

(3)若“浸出”后，所得溶液中c(F－)=0.02mol/L，向其中加入等体积的氯化钙溶液(忽略溶液体积变化)，使F－沉淀完全即溶液中c(F－)<10－5mol/L，则所加氯化钙溶液的浓度度最小为___________。已知：Ksp(CaF2)=3.45×10－11

(4)“置换”时，所得置换渣中除了含Zn外，还含有___________；“净化”时，利用活性炭___________性，除去溶液中残留的有机物。

(5)“沉淀”时，可得到滤渣Zn(NH3)2Cl2。所加盐酸过量时，会导致沉淀部分溶解甚至消失，其化学方程式为____________________________________________。

(6)“一次水解”时，产物为Zn(OH)xCly。取10.64g该水解产物，经二次水解、煅烧后，可得活性氧化锌8.1g(假设各步均转化完全)。则一次水解产物的化学式为___________。

Answer 1

【答案】 ZnO+2NH3+2NH4+=Zn(NH3)42++H2O 或 ZnO+2NH3·H2 O +2NH4+=Zn(NH3)42++3H2O 避免氨水的分解与挥发 0.70mol·L-1 Pb、Cu 吸附 Zn(NH3)2Cl2+2HCl=ZnCl2+2NH4Cl Zn(OH)1.6Cl0.4

【解析】

（1）氨的分子式为NH3，其电子式为；

（2）根据信息，浸出时，大部分锌元素以Zn(NH3)42＋形式存在溶液中，根据流程图，反应的离子方程式为ZnO＋2NH3＋2NH4＋=Zn(NH3)42＋＋H2O或ZnO＋＋2NH3·H2O＋2NH4＋=Zn(NH3)42＋＋3H2O；氨水易挥发，受热易分解，因此浸出时温度不宜过高原因是防止氨水的分解与挥发；

（3）取1Lc(F－)＝0.02mol·L－1浸出液，加1L氯化钙溶液，令c（Ca2＋）为xmol·L－1，混合后溶液体积为2L，溶液中留下的n（F－）=2L×10-5 mol·L－1=2×10-5 mol，沉淀的n（F－）=0.02mol·L－1×1L－2×10-5 mol≈0.02mol，沉淀的n（Ca2＋）=0.01mol，Ksp((CaF2)=c（Ca2＋）．c2（F－）=3.45×10-11，余下的溶液中c（Ca2＋）=3.45×10-11/(10-5)2=0.345mol·L－1，余下的溶液中n（Ca2＋）=0.345mol/L×2L=0.69mol，故加入的c（Ca2＋）=（0.69mol+0.01mol）/1L=0.70mol·L－1，使F－ 沉淀完全即溶液中c(F－)＜10-5mol·L－1，则所加氯化钙溶液的浓度度最小为0.70mol·L－1；

（4）根据氧化锌烟灰的成分，Zn的活泼性强于Pb、Cu，"置换"时，所得置换渣中除了含Zn外，还含有Pb、Cu；净化时，利用活性炭的吸附性，除去溶液中残留的有机物；

（5）“沉淀”时，可得到滤渣Zn(NH3)Cl2，所加盐酸过量时，会导致沉淀部分溶解甚至消失，其化学方程式为Zn(NH3)2Cl2+2HCl=ZnCl2+2NH4Cl；

（6）n(ZnO)=8.1g/81g·mol－1=0.1mol，根据原子守恒，Zn(OH)xCly的物质的量为0.1mol，则M（Zn(OH)xCly）=10.64g/0.1mol=106.4g·mol－1，x+y=2，65+17x+35.5y=106.4，解得：x=1.6，y=0.4，则一次水解产物的化学式为Zn(OH)1.6Cl0.4。