Question

【題目】活性ZnO在橡膠、塑料、涂料工業有重要應用，工業上用含鋅物料(含FeO、CuO等雜質)制取活性ZnO的流程如圖所示：

（1）上述流程中，浸出時用的是60% H2SO4(密度是1.5 g/cm3)，則該H2SO4的物質的量濃度為______________ (保留兩位小數) 。

（2）上述流程H2SO4浸出后溶液中Fe3+的濃度為0.04 mol·L-1，控制濾液的pH，加入H2O2后產生大量紅褐色沉淀。

①粗略測定溶液pH的實驗操作是___________________________________________。

②已知：常溫下Fe(OH)3的Ksp＝4.0×10-38。濾液的pH至少為________時，溶液中Fe3+開始沉淀。

（3）A溶液中主要含有的溶質是______________，驗證溶質所含陽離子的方法是_____________。

（4）制備ZnO所焙燒的物質是含結晶水的堿式碳酸鋅。取堿式碳酸鋅6.82g，溶于HCl生成CO2 448 mL(標準狀況下)，溶解過程消耗HCl 0.12mol，若該堿式鹽中氫元素的質量分數為1.76%，試推測該堿式碳酸鋅的化學式_________________。

Answer 1

【答案】9.18 mol·L-1 用玻璃棒蘸取待測溶液并滴在pH試紙上，將顯示的顏色與標準比色卡對照 2 (NH4)2SO4 取少量A溶液，加入濃NaOH溶液，加熱，產生的氣體使濕潤的紅色石蕊試紙變藍 Zn3(OH)4CO3·H2O

【解析】

（1）稀硫酸的物質的量濃度===9.18mol/L；

（2）①粗略測定溶液pH的用pH試紙測定，操作為：用玻璃棒蘸取待測溶液并滴在pH試紙上，將顯示的顏色與標準比色卡對照；

②已知：常溫下Fe(OH)3的Ksp=4.0×10-38。上述流程H2SO4浸出后溶液中Fe3+的濃度為0.04mol/L，控制濾液的pH，加入H2O2后產生大量紅褐色沉淀；

當出現氫氧化鐵沉淀時，溶液中Ksp=c3(OH-)c(Fe3+)=4.0×10-38 ×c(OH-)=1×10-12mol/L，c(H+)=10-2mol/L，pH=2；

（3）依據流程分析，碳酸氫銨洗滌沉淀表面硫酸反應生成硫酸銨，所以A中主要含有的溶質是(NH4)2SO4，銨根離子與氫氧根離子在反應生成氨氣和水，氨氣與濕潤的紅色石蕊試紙變藍，則檢驗銨根離子的操作為：取少量A溶液，加入濃NaOH溶液，加熱，產生的氣體使濕潤的紅色石蕊試紙變藍；

（4）n(CO32-)=n(CO2)=0.02 mol；

n(Zn2+)=n(ZnCl2)=n(Cl-)=n(HCl)=0.06 mol；

n(OH-)=2n(Zn2+)-2n(CO32-)=0.08 mol；

n(H2O)=[6.82 g-m(Zn2+)-m(OH-)-m(CO32-)]÷18 g/mol=0.02 mol；

n(Zn2+)：n(OH-)：n(CO32-)：n(H2O)=0.06：0.08：0.02：0.02=3：4：1：1；

化學式為：Zn3(OH)4CO3H2O。