Question

【题目】氢氧化锌及氧化锌都是重要的含锌化合物。氢氧化锌是难溶于水的白色固体，在水中的电离形式与Al(OH)3相似。常温下，水溶液中不同形式含锌微粒物质的量浓度(对数值lgc)与pH的关系如下图所示。回答下列问题：

(1)向ZnCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量，看到的现象是___________________________；实验室中若用Zn、NaOH溶液和稀盐酸制备Zn(OH)2，最佳方案是______________________。

(2)根据图中数据可知，常温下，Ksp[Zn(OH)2]=_________。

(3)工业上可用菱锌矿(主要成分是ZnCO3，还含有少量的Fe2O3、FeO、CuO等杂质)为原料制取氧化锌。工艺流程如下：

①氧化锌是__________(填“酸性”或“碱性”或“两性”)氧化物。上述流程中，“试剂甲”参与反应的离子方程式为______________________________________。

②可以利用碳酸锌代替氨水来调节溶液的pH并得到氢氧化铁沉淀，原因是________；若“乙溶液”中c(Fe3+)为2.6×10-18mol/L，则c(Zn2+)为______mol/L(已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)。

Answer 1

【答案】 先产生白色沉淀，白色沉淀又溶解 将Zn分为两等份，分别加入NaOH溶液和盐酸，使其恰好溶解，然后将所得溶液混合，即得Zn(OH)2 1.0×10-17 两性 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O或2Fe2++H2O2+4NH3·H2O=2Fe(OH)3↓+4NH4+ ZnCO3能与H+反应，起到调节溶液pH的作用，同时使Fe3+的水解平衡正向移动，产生氢氧化铁沉淀 1.0×10-3

【解析】（1）由图示得到，氢氧根离子过量的时候，氢氧化锌应该转化为Zn(OH)42-，所以看到的现象是先有白色沉淀后溶解。制备氢氧化锌的过程可以参考氢氧化铝的制备，先制得等量的Al3+和Al(OH)4-再发生双水解反应即可，所以制取氢氧化锌的方案为：将Zn分为两等份，分别加入NaOH溶液和盐酸，使其恰好溶解，然后将所得溶液混合，即得Zn(OH)2。

（2）由图示pH=7的时候Zn2+为1×10-3mol/L，所以氢氧化锌的KSP=1×10-3×(1×10-7)2=1.0×10-17。

（3）①根据（1）的分析，氢氧化锌应该是两性氢氧化物，所以ZnO是两性氧化物。试剂甲的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，应该使用过氧化氢这样的绿色氧化剂，所以方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

②加入碳酸锌可以与溶液中的氢离子反应，以提高溶液的pH，使溶液中的Fe3+转化为氢氧化铁沉淀除去，同时不引入杂质。“乙溶液”中c(Fe3+)为2.6×10-18mol/L，因为Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39，所以c(OH-)=mol/L。由（2）得到氢氧化锌的KSP=1.0×10-17，所以c(Zn2+)=1.0×10-17÷(1.0×10-7)2=1.0×10-3。