Question

活性ZnO在橡胶、塑料、涂料工业有重要应用，工业上用含锌物料(含FeO、CuO等杂质)制取活性ZnO的流程如图所示：

（1）上述流程中，浸出时用的是60% H₂SO₄(密度是1.5 g/cm³)，则该H₂SO₄的物质的量浓度为______________ (保留两位小数) 。

（2）上述流程H₂SO₄浸出后溶液中Fe³⁺的浓度为0.04 mol·L^-1，控制滤液的pH，加入H₂O₂后产生大量红褐色沉淀。

①粗略测定溶液pH的实验操作是___________________________________________。

②已知：常温下Fe(OH)₃的K_sp＝4.0×10^-38。滤液的pH至少为________时，溶液中Fe³⁺开始沉淀。

（3）A溶液中主要含有的溶质是______________，验证溶质所含阳离子的方法是_____________。

（4）制备ZnO所焙烧的物质是含结晶水的碱式碳酸锌。取碱式碳酸锌6.82g，溶于HCl生成CO₂ 448 mL(标准状况下)，溶解过程消耗HCl 0.12mol，若该碱式盐中氢元素的质量分数为1.76%，试推测该碱式碳酸锌的化学式_________________。

Answer

9.18 mol·L-1 用玻璃棒蘸取待测溶液并滴在pH试纸上，将显示的颜色与标准比色卡对照 2 (NH4)2SO4 取少量A溶液，加入浓NaOH溶液，加热，产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝 Zn3(OH)4CO3·H2O

【解析】

（1）稀硫酸的物质的量浓度===9.18mol/L；

（2）①粗略测定溶液pH的用pH试纸测定，操作为：用玻璃棒蘸取待测溶液并滴在pH试纸上，将显示的颜色与标准比色卡对照；

②已知：常温下Fe(OH)3的Ksp=4.0×10-38。上述流程H2SO4浸出后溶液中Fe3+的浓度为0.04mol/L，控制滤液的pH，加入H2O2后产生大量红褐色沉淀；

当出现氢氧化铁沉淀时，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）依据流程分析，碳酸氢铵洗涤沉淀表面硫酸反应生成硫酸铵，所以A中主要含有的溶质是(NH4)2SO4，铵根离子与氢氧根离子在反应生成氨气和水，氨气与湿润的红色石蕊试纸变蓝，则检验铵根离子的操作为：取少量A溶液，加入浓NaOH溶液，加热，产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝；

（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；

化学式为：Zn3(OH)4CO3•H2O。