Question

（15分）活性ZnO在橡胶、塑料、涂料工业中有重要应用，一种由粗ZnO（含FeO、CuO）制备活性ZnO的流程如下（已知：碱式碳酸锌经焙烧可制得活性ZnO）：

已知：几种离子生成氢氧化物沉淀时的pH如下表：

待沉淀离子	Fe^2^＋	Fe^3^＋	Zn^2^＋	Cu^2^＋
开始沉淀时pH	6.34	1.48	6.2	5.2
完全沉淀时pH	9.7	3.2	8.0	6.4

请问答下列问题：

⑴ 步骤A加H₂O₂发生反应的离子方程式是       ，该步骤需控制溶液pH的范围是       。

⑵ A溶液中主要含有的溶质是       。

⑶ 碱式碳酸锌经焙烧制得活性ZnO的反应△H＞0，该反应能自发进行的原因是       。

⑷ 若经处理后的废水pH＝8，此时Zn^2＋的浓度为       mg/L（常温下，K_sp[Zn(OH)₂]＝1.2×10^-17）。

Answer

（1）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O    3.2-5.2

（2）(NH4)2SO4 （3）该反应是一个△S＞0的反应  （4）0.78（每空3分，共15分）

【解析】（1）由于样品中含有氧化亚铁杂质，沉淀亚铜离子的pH大于沉淀锌离子的pH，所以必须利用双氧水氧化亚铜离子，转化为铁离子，然后沉淀，方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；该步骤的目的是沉淀铁离子，而不能沉淀铜离子，所以pH不能高于5.2，即范围是3.2～5.2。

（2）加入碳酸氢铵的目的是沉淀溶液中的锌离子，生成氢氧化锌，所以溶液中的主要溶质是硫酸铵。

（3）虽然反应是吸热反应，但熵值△S大于0，所以反应是可以自发的。

（4）pH＝8，则溶液中OH－浓度是10－6mol/L，所以根据溶度积常数可知，溶液中锌离子浓度是1.2×10-5mol/L，因此1L溶液中含有锌离子是1.2×10-5mol×65g/mol＝7.8×10-4g，即浓度是10.78mg/L。