Question

(14分)氧化锌是橡胶、油漆、搪瓷、电缆、医药、电子、化学等工业的重要原料。以氧
化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下：

（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
杂质。物质A的作用是调节溶液的pH至5 4，物质A最好选择________。

A．NH3.H2O

B．Na2CO3

C．H2SO4

D．ZnO

已知25℃时部分金属离子从开始形成氢氧化物沉淀到沉淀完全时溶液的pH如下表：

该温度下。
（2） KMnO₄的作用是除去Mn^2＋和Fe^2＋，则KMnO₄与Mn^2＋反应的离子方程式为_____________________________________；若溶液中，则处理1该溶液，Fe^2＋所消耗的KMnO₄的质量为________g（保留两位有效数字）。
（3）杂质Cu^2＋、^2＋可利用置换反应除去，则物质B是_________。
（4）被灼烧的沉淀是，生成该沉淀的化学方程式为________。
如何检验该沉淀是否洗净？________________________________。

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）锌粉
（4）3ZnSO₄ + 5NH₃·H₂O + NH₄HCO₃ = ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O↓ + 3 (NH₄)₂SO₄；
向最后一次的洗涤液中滴入1～2滴BaCl₂溶液，若无明显的现象，则沉淀已洗净。

试题分析：（1）该流程的目的是制备氧化锌，所以为了不引入新的杂质，需要选择氧化锌 调节溶液的pH值，答案选D；Zn(OH)₂完全沉淀时c(Zn²⁺)=1×10^-5mol/L，c（OH^-）=1×10^-14/1×10^-6.4=1×10^-7.6mol/L，所以该温度下Zn(OH)₂的K_sp= c（OH^-）²×c(Zn²⁺)=1.0×10^-20.2
（2）根据流程图可知，加入高锰酸钾后有二氧化锰沉淀出现，所以KMnO₄与Mn^2＋反应生成二氧化锰，离子方程式为2MnO₄^―+3Mn²⁺ + 2H₂O = MnO₂+ 4H⁺   ；根据得失电子守恒规律，存在MnO₄^-～3Fe²⁺,1m³的该溶液中n(Fe²⁺)=0.5mol，则需要KMnO₄的质量为0.5mol/3×158g/mol=26.33g；
（3）杂质Cu^2＋、^2＋可利用置换反应除去，同样是为了不能引入新的杂质，B应是锌粉；
（4）生成ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O应是在加入碳酸氢铵与氨水后产生的，溶液中的硫酸锌与之反应生成的沉淀，所以化学方程式为3ZnSO₄ + 5NH₃·H₂O + NH₄HCO₃ = ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O↓ + 3 (NH₄)₂SO₄； 该沉淀中还可能含有硫酸根离子，所以检验洗涤是否干净的方法就是检验硫酸根离子是否存在，具体操作为向最后一次的洗涤液中滴入1～2滴BaCl₂溶液，若无明显的现象，则沉淀已洗净。