Question

2013年1月27日百度新闻资讯中报道，活性氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1～100纳米。云南化工冶金研究所采用湿化学法(NPP－法)制备纳米级活性氧化锌，可用各种含锌物料为原料，采用酸浸出锌，经过多次净化除去原料中的杂质，然后沉淀获得碱式碳酸锌，最后焙解获得活性氧化锌，化学工艺流程如下：

(1)通过________可以检验流程中滤液2中含有Na＋。

(2)上述流程图中pH＝12的Na2CO3溶液中c(CO32- )＝0.50 mol/L，c( HCO3- )＝1×10－2 mol/L，则c(Na＋)∶c(OH－)＝________。

(3)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2＋、 SO42- ，另含有Fe2＋、Cu2＋等杂质。先加入________(填“Na2CO3”或“H2SO4”)调节溶液的pH至5.4，然后加入适量KMnO4，Fe2＋转化为Fe(OH)3，同时KMnO4转化为MnO2。经检测溶液中Fe2＋的浓度为0.009 mol·L－1，则每升溶液中至少应加入________mol KMnO4。

(4)已知常温下，Cu(OH)2的溶度积常数Ksp＝2×10－20。溶液中杂质Cu2＋浓度为0.002 mol·L－1，若要生成沉淀，则应调节溶液的pH大于________。

(5)“沉淀”得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O，“煅烧”在450～500 ℃下进行，“煅烧”反应的化学方程式为：_____________________________________。

 

Answer 1

(1)焰色反应

(2)102 ∶1

(3)Na2CO3　0.003

(4)6

(5)ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O===3ZnO＋CO2↑＋3H2O↑

【解析】(1)检验溶液中含有Na＋，常用焰色反应。

(2)根据物料守恒，c(Na＋)＝ 2×0.51 mol/L＝1.02 mol/L，pH＝12，c(OH－)＝0.01 mol/L。

(3) 溶解后得到酸性溶液，要调节溶液的pH至5.4，需要升高pH，故应加入Na2CO3　n(Fe2＋)＝ 0.009 mol, 根据电子得失守恒，则n(KMnO4)＝0.003 mol。

(4) )根据信息：当c(Cu2＋)·[c(OH－)]2＝2×10－20时开始出现沉淀，则c(OH－)＝10－8 mol·L－1，pH＝6。