Question

活性ZnO在橡膠、塑料、涂料工業(yè)有重要應(yīng)用，由粗ZnO（含F(xiàn)eO、CuO）制備活性ZnO流程如圖：

（1）上述流程中，浸出用的是密度為1.5g/cm³，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%H₂SO₄，則該H₂SO₄的物質(zhì)的量濃度為

9.18mol/L

．（保留兩位小數(shù)）
（2）已知：常溫下Fe（OH）₃的K_sp=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(chǎn)生大量紅褐色沉淀．
①濾液的pH至少為

2

時(shí)，溶液中Fe³⁺開(kāi)始沉淀．
②若控制濾液的pH過(guò)大，可能導(dǎo)致的后果是

產(chǎn)生Cu（OH）₂、Zn（OH）₂沉淀

．
（3）A中主要含有的溶質(zhì)是

（NH₄）₂SO₄

．
（4）已知：制備活性ZnO，所焙燒的物質(zhì)是堿式碳酸鋅（可能含結(jié)晶水）．取堿式碳酸鋅6.82g，溶于HCl生成CO₂ 448mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），溶解過(guò)程消耗HCl 0.12mol，試推測(cè)該堿式碳酸鋅的化學(xué)式

Zn₃（OH）₄CO₃?H₂O

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)濃硫酸稀釋前后物質(zhì)的量不變計(jì)算濃硫酸的體積；
（2）依據(jù)沉淀溶解平衡中的溶度積計(jì)算氫氧根離子濃度，結(jié)合溶液的離子積常數(shù)計(jì)算得到氫離子濃度計(jì)算溶液pH；
（3）依據(jù)流程分析可知，碳酸氫銨洗滌沉淀表面硫酸反應(yīng)生成硫酸銨，所以A中主要含有的溶質(zhì)是（NH₄）₂SO₄；
（4）依據(jù)元素守恒關(guān)系分別計(jì)算各微粒物質(zhì)的量，其中物質(zhì)組成的離子關(guān)系，反應(yīng)的定量關(guān)系，質(zhì)量關(guān)系計(jì)算得到判斷出的各成分物質(zhì)的量取最簡(jiǎn)整數(shù)比得到化學(xué)式．

解答：解：（1）稀硫酸的物質(zhì)的量濃度=

1000ρw

M

=

1000×1.5×60%

98

=9.18mol/L，故答案為：9.18mol/L；
（2）①已知：常溫下Fe（OH）₃的K_sp=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(chǎn)生大量紅褐色沉淀；
當(dāng)出現(xiàn)氫氧化鐵沉淀時(shí)，溶液中K_sp=c³（OH^-）c（Fe³⁺）=4.0×10^-38 c（OH^-）=1×10^-12mol/L，c（H⁺）=10^-2mol/L，pH=2，
故答案為：2；
②若控制濾液的pH過(guò)大，可能導(dǎo)致的后果是銅離子和鋅離子沉淀，
故答案為：產(chǎn)生Cu（OH）₂、Zn（OH）₂沉淀；
（3）依據(jù)流程分析，碳酸氫銨洗滌沉淀表面硫酸反應(yīng)生成硫酸銨，所以A中主要含有的溶質(zhì)是（NH₄）₂SO₄，故答案為：（NH₄）₂SO₄；
（4）n（CO₃^2-）=n（CO₂）=0.02 mol；
n（Zn²⁺）=n（ZnCl₂）=

1

2

n（Cl^-）=

1

2

n（HCl）=0.06 mol；
n（OH^-）=2n（Zn²⁺）-2n（CO₃^2-）=0.08 mol；
n（H₂O）=[6.82 g-n（Zn²⁺）-n（OH^-）-n（CO₃^2-）]÷18 g/mol=0.02 mol；
n（Zn²⁺）：n（OH^-）：n（CO₃^2-）：n（H₂O）=0.06：0.08：0.02：0.02=3：4：1：1：
化學(xué)式為：Zn₃（OH）₄CO₃?H₂O；
故化學(xué)式為：Zn₃（OH）₄CO₃?H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查一定物質(zhì)的量濃度換算計(jì)算、溶度積常數(shù)的有關(guān)計(jì)算、化學(xué)式的確定等知識(shí)點(diǎn)，會(huì)根據(jù)元素守恒分析物質(zhì)化學(xué)式，難度中等．