Question

【題目】活性氧化鋅是一種多功能性的新型無機材料．某小組以粗氧化鋅（含鐵、銅的氧化物）為原料模擬工業生產活性氧化鋅，步驟如下：

已知各相關氫氧化物沉淀pH范圍如下表所示：

	Zn（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Cu（OH）2
開始沉淀pH	5.4	7.0	2.3	4.7
完全沉淀pH	8.0	9.0	4.1	6.7

完成下列填空

（1）步驟I中所需25%稀硫酸可用98%濃硫酸（密度為1.84g/mL）配制，所需的儀器除玻璃棒、燒杯外，還需要_______（選填編號）

A．電子天平 B．量筒 C．容量瓶 D．膠頭滴管

（2）步驟II中通過加入KMnO4氧化，并用ZnO調節pH，可以除去含鐵雜質．檢驗沉淀是否完全的實驗操作是_________．調節pH的適宜范圍是_________．

（3）步驟III中加入Zn粉的作用是：①________；②進一步調節溶液pH．

（4）步驟IV中使用熱NH4HCO3溶液能促進Zn2+轉化為沉淀，但溫度不宜過高，其原因可能是________．

（5）步驟V在_______（填儀器名稱）中進行，已知堿式碳酸鋅的化學式為Zn5（OH）6（CO3）2，請寫出發生反應的化學方程式：________．判斷已分解完全的操作是________．

（6）用如下方法測定所得活性氧化鋅的純度：

①取1.000g活性氧化鋅，用15.00mL 1.000mol/L硫酸溶液完全溶解

②用濃度為0.500mol/L的標準氫氧化鈉溶液滴定剩余硫酸，到達終點時消耗氫氧化鈉溶液12.00mL．

假設雜質不參與反應，則所得活性氧化鋅的純度為_______．若在滴定時，實際操作中過量半滴（1mL溶液為25滴），則本次滴定的相對誤差為_____．

Answer 1

【答案】bd 取少量溶液，滴加KSCN溶液，無顏色變化 4.1～4.7 除去溶液中的Cu2+ NH4HCO3分解導致損失 坩堝 Zn5（OH）6（CO3）25ZnO+2CO2↑+3H2O 恒重操作 97.2% 0.17%

【解析】

粗氧化鋅(含鐵、銅的氧化物)加入稀硫酸溶解過濾得到溶液中含有硫酸亞鐵、硫酸銅、硫酸鋅，加入高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氧化鋅調節溶液pH沉淀鐵離子和銅離子，加入鋅還原銅離子為銅單質，過濾得到硫酸鋅，碳化加入碳酸氫銨沉淀鋅離子生成堿式碳酸鋅，加熱分解生成活性氧化鋅。

(1)步驟I中所需25%稀硫酸可用98%濃硫酸(密度為1.84g/mL)配制，是粗略配制在燒杯內稀釋配制，所需的儀器除玻璃棒、燒杯外，還需要儀器有量筒、膠頭滴管等；故答案為：bd；

(2)檢驗沉淀是否完全可以利用鐵離子遇到硫氰酸鉀溶液變紅色設計驗證，取少量溶液，滴加KSCN溶液，無顏色變化說明沉淀完全，依據沉淀PH范圍調節溶液PH使鐵離子和銅離子沉淀，調節溶液PH為4.1～4.7；

(3)步驟III中加入Zn粉的作用是含有銅離子，進一步調節溶液pH除凈銅離子；

(4)步驟IV中使用熱NH4HCO3溶液能促進Zn2+轉化為沉淀，但溫度不宜過高，其原因可能是碳酸氫銨受熱易分解；

(5)固體分解在坩堝中進行；堿式碳酸鋅的化學式為Zn5(OH)6(CO3)2，分解生成氧化鋅、二氧化碳和水，結合原子守恒配平書寫得到反應的化學方程式為：Zn5(OH)6(CO3)25ZnO+2CO2↑+3H2O；判斷已分解完全的操作是稱量至恒重；

(6)依據滴定所需氫氧化鈉溶液物質的量計算剩余硫酸物質的量，計算得到與氧化鋅反應的硫酸物質的量計算得到氧化鋅物質的量，與氧化鋅反應的氫離子物質的量＝0.0150L×1.000mol/L×2﹣0.500mol/L×0.0120L＝0.024mol，ZnO+2H+＝Zn2++H2O，計算純度＝×100%＝97.2%；1mL溶液為25滴，半滴的體積為mL；相對誤差＝×100%＝0.17%。