Question

【題目】納米微晶堿式碳酸鋅是一種新型的堿式碳酸鋅，在醫藥行業可用作皮膚保護劑，在化妝品生產中用作基礎原料。用工業級硫酸鋅(主要成分ZnSO4·7H2O，含少量Fe2+、Cu2+、Cd2+、Co2+、Ni2+)制備納米微晶堿式碳酸鋅[ Zn4CO3(OH)6]的一種流程如下：

回答下列問題：

（1）配制硫酸鋅溶液：①燒杯中加入100g工業級硫酸鋅；②加入116mL的蒸餾水，用玻璃棒攪拌，直至完全溶解，得160mL溶液。配制時還需用到的玻璃儀器是___________，所得ZnSO4溶液的物質的量濃度約為___________。(已知ZnSO·7H2O的摩爾質量為287g·mol－1)

（2）“氧化除雜”是除去溶液中Fe2+

①濾渣I的主要成分是___________(填化學式)。

②控制其它條件不變，溶液的pH對H2O2除鐵效果的影響如圖，除鐵時應控制溶液pH為___________(填整數值)。(已知：ksp[Zn(OH)2]=1.2×10－17，溶液體積變化忽略不計)

（3）“還原除雜”。除Cu2+、Cd2+后，再加入Zn粉和少量Sb2S3，形成銻鋅微電池，提高除Co2+、Ni2+的反應速率。則Zn2+、Co2+、Sb3+的氧化性強弱順序：___________＞___________＞___________(填離子符號)。_______________

（4）“沉鋅時，①生成納米微晶堿式碳酸鋅的離子方程式為______________________。

②加入MgSO4·7H2O的目的主要是降低所得粉體的晶粒度，但也要保證主元素的質量分數在56%以上。下表是不同Mg：Zn(質量比)對產品品粒度及Zn質量分數的影響：

Mg︰Zn(質量比)不宜超過______________________。

（5）用EDTA滴定法測樣品中鋅的含量，反應式為Zn2++H2Y2－=ZnY2－+2H+。取a g納米微晶堿式碳酸鋅樣品，在pH為5~6的乙酸－乙酸鈉緩沖溶液中，以二甲酚橙作指示劑，用 b mol· L－1EDTA(H2Y2－)標準溶液滴定，消耗EDTA溶液c mL則樣品中鋅的質量分數是___________。

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）配制硫酸鋅溶液需要量取116mL的蒸餾水，故配制時還需用到的玻璃儀器除了玻璃棒外還需要用到的玻璃儀器有量筒；所得ZnSO4溶液的物質的量濃度約為2.18 mol·L－1；

（2）①加入雙氧水后氧化除雜是除去溶液中Fe2+，濾渣I的主要成分是Fe(OH)3；

②控制其它條件不變，溶液的pH對H2O2除鐵效果的影響如圖，根據圖中信息可知，除鐵時應控制溶液pH為5；

（3）“還原除雜”。除Cu2+、Cd2+后，再加入Zn粉和少量Sb2S3，形成銻鋅微電池，提高除Co2+、Ni2+的反應速率。則Sb2S3起氧化劑作用，鋅置換出鈷，故Zn2+、Co2+、Sb3+的氧化性強弱順序：Sb3+＞Co2+＞Zn2+；

（4）“沉鋅時，根據工藝流程可知，加入碳酸氫銨溶液和硫酸鋅晶體，故①生成納米微晶堿式碳酸鋅的離子方程式為4Zn2++8HCO3－= Zn4CO3(OH)6↓+ 7CO2↑+ H2O；

②根據表中數據可知，Mg︰Zn(質量比)不宜超過1.07:22，否則鋅的質量分數反而減小；

（5）根據反應Zn2++H2Y2－=ZnY2－+2H+。取a g納米微晶堿式碳酸鋅樣品，在pH為5~6的乙酸－乙酸鈉緩沖溶液中，以二甲酚橙作指示劑，用 b mol· L－1EDTA(H2Y2－)標準溶液滴定，消耗EDTA溶液c mL則樣品中鋅的質量分數是 %。