Question

【题目】纳米微晶碱式碳酸锌是一种新型的碱式碳酸锌，在医药行业可用作皮肤保护剂，在化妆品生产中用作基础原料。用工业级硫酸锌(主要成分ZnSO4·7H2O，含少量Fe2+、Cu2+、Cd2+、Co2+、Ni2+)制备纳米微晶碱式碳酸锌[ Zn4CO3(OH)6]的一种流程如下：

回答下列问题：

（1）配制硫酸锌溶液：①烧杯中加入100g工业级硫酸锌；②加入116mL的蒸馏水，用玻璃棒搅拌，直至完全溶解，得160mL溶液。配制时还需用到的玻璃仪器是___________，所得ZnSO4溶液的物质的量浓度约为___________。(已知ZnSO·7H2O的摩尔质量为287g·mol－1)

（2）“氧化除杂”是除去溶液中Fe2+

①滤渣I的主要成分是___________(填化学式)。

②控制其它条件不变，溶液的pH对H2O2除铁效果的影响如图，除铁时应控制溶液pH为___________(填整数值)。(已知：ksp[Zn(OH)2]=1.2×10－17，溶液体积变化忽略不计)

（3）“还原除杂”。除Cu2+、Cd2+后，再加入Zn粉和少量Sb2S3，形成锑锌微电池，提高除Co2+、Ni2+的反应速率。则Zn2+、Co2+、Sb3+的氧化性强弱顺序：___________＞___________＞___________(填离子符号)。_______________

（4）“沉锌时，①生成纳米微晶碱式碳酸锌的离子方程式为______________________。

②加入MgSO4·7H2O的目的主要是降低所得粉体的晶粒度，但也要保证主元素的质量分数在56%以上。下表是不同Mg：Zn(质量比)对产品品粒度及Zn质量分数的影响：

Mg︰Zn(质量比)不宜超过______________________。

（5）用EDTA滴定法测样品中锌的含量，反应式为Zn2++H2Y2－=ZnY2－+2H+。取a g纳米微晶碱式碳酸锌样品，在pH为5~6的乙酸－乙酸钠缓冲溶液中，以二甲酚橙作指示剂，用 b mol· L－1EDTA(H2Y2－)标准溶液滴定，消耗EDTA溶液c mL则样品中锌的质量分数是___________。

Answer 1

【答案】量筒 2.18 mol·L－1 Fe(OH)3 5 Sb3+ Co2+ Zn2+ 4Zn2++8HCO3－= Zn4CO3(OH)6↓+ 7CO2↑+ H2O 1.07:22 6.5bc /a %

【解析】

（1）配制硫酸锌溶液需要量取116mL的蒸馏水，故配制时还需用到的玻璃仪器除了玻璃棒外还需要用到的玻璃仪器有量筒；所得ZnSO4溶液的物质的量浓度约为2.18 mol·L－1；

（2）①加入双氧水后氧化除杂是除去溶液中Fe2+，滤渣I的主要成分是Fe(OH)3；

②控制其它条件不变，溶液的pH对H2O2除铁效果的影响如图，根据图中信息可知，除铁时应控制溶液pH为5；

（3）“还原除杂”。除Cu2+、Cd2+后，再加入Zn粉和少量Sb2S3，形成锑锌微电池，提高除Co2+、Ni2+的反应速率。则Sb2S3起氧化剂作用，锌置换出钴，故Zn2+、Co2+、Sb3+的氧化性强弱顺序：Sb3+＞Co2+＞Zn2+；

（4）“沉锌时，根据工艺流程可知，加入碳酸氢铵溶液和硫酸锌晶体，故①生成纳米微晶碱式碳酸锌的离子方程式为4Zn2++8HCO3－= Zn4CO3(OH)6↓+ 7CO2↑+ H2O；

②根据表中数据可知，Mg︰Zn(质量比)不宜超过1.07:22，否则锌的质量分数反而减小；

（5）根据反应Zn2++H2Y2－=ZnY2－+2H+。取a g纳米微晶碱式碳酸锌样品，在pH为5~6的乙酸－乙酸钠缓冲溶液中，以二甲酚橙作指示剂，用 b mol· L－1EDTA(H2Y2－)标准溶液滴定，消耗EDTA溶液c mL则样品中锌的质量分数是 %。