Question

17．活性氧化鋅用作橡膠硫化的活性劑、補強劑．以氧化鋅粗品（含鐵的氧化物、CuO和SiO₂等雜質(zhì)）為原料制備活性氧化鋅并生產(chǎn)其它副產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程如下：

已知：Zn（OH）₂可溶于NaOH溶液．一些陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Cu（OH）2	Zn（OH）2	Fe（OH）2
pH	3.2	6.7	8.0	9.7

（1）操作A所用的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒．
（2）“溶解”前將氧化鋅粗品粉碎成細顆粒，目的是增大固液接觸面積，加快溶解時的反應速率．
（3）加入過量鐵可回收的金屬是Cu．
（4）常溫下若向濾液N中加入適量的H₂O₂溶液，再加一定量某試劑調(diào)節(jié)溶液pH=5，則Fe³⁺濃度為4.0×10^-7mol/L（已知K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-34）
（5）用K₃[Fe（CN）₆]（鐵氰化鉀）驗證N中Fe²⁺的現(xiàn)象是有藍色沉淀生成．
（6）“沉淀”的成分為ZnCO₃•2Zn（OH）₂•H₂O，“煅燒”在450～500℃下進行，煅燒獲得ZnO的反應的化學方程式為ZnCO₃•2Zn（OH）₂•H₂O$\frac{\underline{\;450℃-500℃\;}}{\;}$3ZnO+CO₂↑+3H₂O↑．
（7）取20.00mL．濾渡N，用0.02mol/L的KMnO₄溶液進行滴定，消耗KMnO₄溶液18.00mL，則濾液N中Fe²⁺的濃度為0.09mol/L．

Answer 1

分析 制備活性氧化鋅流程為：氧化鋅粗品（含鐵的氧化物、CuO和SiO₂等雜質(zhì)）中加入稀硫酸，氧化鋅、鐵的氧化物、氧化銅與稀硫酸反應，二氧化硅不反應，通過過濾操作分離出二氧化硅，濾液中含有鐵離子、亞鐵離子、鋅離子、銅離子；向濾液M加入過量鐵粉，銅離子被置換成銅單質(zhì)，通過過濾得到的濾液N中含有亞鐵離子、鋅離子；向濾液N中加入過量氫氧化鈉，反應生成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵沉淀，濾液Q中含有AlO₂^-；酸化濾液Q后加入適量碳酸鈉溶液得到沉淀ZnCO₃•2Zn（OH）₂•H₂O，經(jīng)過煅燒得到ZnO，以此解答該題．

解答 解：（1）根據(jù)分析可知，操作A為過濾操作，過濾所用的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒和漏斗，還缺少漏斗，故答案為：玻璃棒；
（2）為了加快反應速率，增大固液接觸面積，在“溶解”前將氧化鋅粗品粉碎成細顆粒，故答案為：增大固液接觸面積，加快溶解時的反應速率；
（3）加入過量鐵粉后，鐵與銅離子發(fā)生置換反應生成亞鐵離子和銅單質(zhì)，從而回收了銅，故答案為：Cu；
（4）已知K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-34，加一定量某試劑調(diào)節(jié)溶液pH=5，則c（Fe³⁺）=$\frac{4.0×1{0}^{-34}}{（1{0}^{-9}）^{3}}$mol/L=4.0×10^-7mol/L，
故答案為：4.0×10^-7mol/L；
（5）K₃[Fe（CN）₆]可與Fe²⁺反應生成藍色沉淀，故答案為：有藍色沉淀生成；
（6）在450～500℃下煅燒ZnCO₃•2Zn（OH）₂•H₂O獲得ZnO，還會生成二氧化碳氣體和水，反應的化學方程式為：ZnCO₃•2Zn（OH）₂•H₂O$\frac{\underline{\;450℃-500℃\;}}{\;}$3ZnO+CO₂↑+3H₂O↑，
故答案為：ZnCO₃•2Zn（OH）₂•H₂O$\frac{\underline{\;450℃-500℃\;}}{\;}$3ZnO+CO₂↑+3H₂O↑；
（7）取20.00mL濾液N，用O.02mol．L^-l的KMnO₄溶液進行滴定，消耗KMnO₄溶液18.00mL，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.02mol/L×0.018L=0.00036mol，
高錳酸根離子變成錳離子，化合價降低5價，亞鐵離子變成鐵離子化合價變化為1，則二者反應的關系式為：KMnO₄～5Fe²⁺，
反應消耗的亞鐵離子的物質(zhì)的量為：0.00036mol×5=0.0018mol，
則濾液N中Fe²⁺的濃度為：c（Fe²⁺）=$\frac{0.0018mol}{0.02L}$=0.09mol/L，
故答案為：0.09mol/L．

點評 本題考查了物質(zhì)制備方案的設計、物質(zhì)分離與提純方法的綜合應用，題目難度較大，明確制備流程為解答關鍵，注意掌握常見物質(zhì)分離與提純的操作方法，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗、化學計算能力．