Question

（16分）活性氧化锌在橡胶、化工、涂料、陶瓷、医药、电子等行业有着广泛的应用。但随着锌资源的不断开发和利用，锌矿资源越来越少，因此研究利用锌二次资源对缓解锌资源枯竭进程具有重要意义。下图是以含锌铜烟尘（火法炼铜的副产品，主要成分是ZnO、CuO和FeO）制备活性氧化锌的工艺流程：

含锌铜烟尘经过预处理后的主要成分为ZnO，还含有少量的CuO和Fe₂O₃。

（1）操作a名称是____         ，在实验室中，该过程用到的主要玻璃仪器有             。

（2）溶解池中待固体全部溶解后，加入锌粉的作用有：

①将Fe³⁺还原为Fe²⁺;②            ：③调节溶液的pH（控制其在5,0－5．4之间）。

（3）检验溶解池中Fe³⁺已全部被还原为Fe²⁺的最佳试剂是                              ；

（4）右表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为

1．0 mol^－l计算）。反应池中的温度控制在90－95℃，请写出反应池中所发生反应的离子方

程式：                         。

	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe^3+	1．1	3．2
Fe^2+	5．8	8．8
2n^2+	5．9	8．9

（5）操作b的名称是________                             ；

（6）沉淀池中得到的沉淀化学式可以表示为：aZnCO₃·bZn（OH）₂·cH₂O（a、b、c均为整数）。某校化学兴趣小组的同学为了确定其组成，进行如下实验：称取3．59g沉淀进行焙烧，将焙烧过程中产生的气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，它们分别增重0．72g和0．44g，则该沉淀的组成为                                     。

Answer

（1）过滤 烧杯、漏斗、玻璃棒； （2）除去杂质Cu2+ （3）KSCN溶液

（4）2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe（OH）3↓+4H+；(5) 蒸发浓缩、冷却结晶；(6) ZnCO3•2Zn（OH）2•2H2O.

【解析】

试题分析：（1）操作a是将固体与溶液分离，应采取过滤的方法，过滤所用的主要玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒，答案为：过滤；烧杯、漏斗、玻璃棒；

（2）溶解池反应后溶液中还含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁与硫酸铁，加入锌粉还有除去杂质Cu2+的作用，答案为：除去杂质Cu2+；

（3）Fe3+遇KSCN溶液呈红色，是Fe3+的特征反应，可以检验Fe3+的存在，答案为：KSCN溶液；

（4）反应池中加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+便于除去，同时不引入新的杂质，由工艺流程可知，生成氢氧化亚铁沉淀，反应方程式为2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe（OH）3↓+4H+；

（5）操作b从溶液中获得硫酸铵晶体，应采取蒸发浓缩、冷却结晶等操作，答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；

（6）分解最终生成氧化锌、二氧化碳与水，浓硫酸增重0.72g为生成的水的质量，物质的量为0.72/18=0.04mol，碱石灰增重0.44g为生成的二氧化碳的质量，物质的量为0.44/44=0.01mol，根据质量守恒可知氧化锌的质量=3.59g-0.72g-0.44g=2.43g，其物质的量为2.43/81=0.03mol，则n（ZnCO3）=0.01mol，n[Zn（OH）2]=0.03mol-0.01mol=0.02mol，n（H2O）=0.04mol-0.02mol=0.02mol，故n（ZnCO3）：n[Zn（OH）2]：n（H2O）=0.01mol：0.02mol：0.02mol=1：2：2，该沉淀的组成为ZnCO3•2Zn（OH）2•2H2O.

考点：考查物质除杂的工艺流程的综合应用。