Question

以粗氧化锌粉（含FeO、Fe2O3、ZnS等）制取活性ZnO的工艺如下：

步骤1：以H2SO4浸出粗氧化锌，同时加入H2O2；

步骤2：过滤，调节滤液的pH；

步骤3：过滤，向滤液中加NH4HCO3，得碱式碳酸锌沉淀；

步骤4：过滤、洗涤、煅烧，得产品。

已知：离子沉淀的pH见下表。

离子	开始沉淀pH	沉淀完全pH
Fe2+	7.6	9.6
Fe3+	2.7	3.7
Zn2+	5.4	8.0

 

（1）加入H2O2时能浸出硫化锌，同时生成淡黄色固体，写出其化学方程式 。

（2）步骤2中调节溶液pH的范围是 。

（3）取洗涤、干燥后的碱式碳酸锌68.2 g，充分灼烧后测得残留物质的质量为48.6 g，将所得气体通入足量澄清石灰水中，得沉淀20 g。计算碱式碳酸锌的组成（用化学式表示，写出计算过程）。

 

Answer 1

（1）ZnS+H2O2+H2SO4=ZnSO4+2H2O+S

（2）3.7~5.4 （3）ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O 或Zn3(OH)4CO3·H2O

[计算出n(ZnO) ，2分；计算出n(CO2)， 2分；计算出ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O，4分。]

【解析】

试题分析：（1）淡黄色固体应该是硫，根据过氧化氢有强氧化性，做氧化剂，化学方程式ZnS+H2O2+H2SO4=ZnSO4+2H2O+S 。（2）步骤2中调节溶液pH只要满足锌离子不能沉淀，三价铁离子完全沉淀，故范围是 3.7~5.4 。（3）碱式碳酸锌68.2 g，充分灼烧后测得残留物质为氧化锌，质量为48.6 g，物质的量为48.6/81=0.6mol,锌的质量为39g。将所得气体是二氧化碳，沉淀碳酸钙是20 g，物质的量为0.2mol。碳酸根的物质的量为0.2mol。根据电苛守恒氢氧根的物质的量为0.8mol.由碱式碳酸锌68.2 g减去锌的质量，碳酸根和氢氧根的质量，剩下的就为水的质量，求得为0.2mol.故碱式碳酸锌的组成ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O 或Zn3(OH)4CO3·H2O。

考点：本题考查化工生产中物质的制备，涉及内容有方程式的书写，反应条件的选择，化学式的确定计算。