Question

2．鋅及其化合物有著廣泛的應(yīng)用．請(qǐng)回答有關(guān)鋅及其化合物的有關(guān)問(wèn)題．
（1）高溫鍛燒時(shí)，閃鋅礦（ZnS）與氧氣反應(yīng)生成ZnO和
SO₂，其反應(yīng)方程式為：2ZnS+3O₂═2ZnO+2SO₂，該反應(yīng)1mol還原劑失去6mol電子．
（2）常溫下二價(jià)鋅在水溶液中的存在形式與pH的關(guān)系如圖所示，橫坐標(biāo)為溶液的pH，縱坐標(biāo)為Zn²⁺和[Zn（OH）₄]^2-的物質(zhì)的量濃度．已知：當(dāng)c（Zn²⁺）=10^-5mol•L^-1時(shí)，Zn²⁺沉淀完全．由圖可以計(jì)算得出Zn（OH）₂的溶度積常數(shù)K_sp=1×10^-17．
（3）某鋅的化合物的化學(xué)式可以表示為aZnCO₃•bZn（OH）₂•cH₂O（a、b、c均為整數(shù)）．為了確定其組成，先進(jìn)性如下實(shí)驗(yàn)：稱取3.85g固體進(jìn)行焙燒，將焙燒過(guò)程中產(chǎn)生的氣體依次通過(guò)足量的濃硫酸和堿石灰，分別增重0.54g和0.88g．通過(guò)計(jì)算確定該鋅的化合物的化學(xué)式．（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）．

Answer 1

分析 （1）由題意書(shū)寫(xiě)反應(yīng)物和生成物，標(biāo)注化合價(jià)，判斷氧化劑和還原劑，根據(jù)電子守恒配平化學(xué)方程式，依據(jù)配平的化學(xué)方程式計(jì)算電子轉(zhuǎn)移總數(shù)；
（2）根據(jù)圖可知，當(dāng)pH=8時(shí)，c（Zn²⁺）=10^-5mol/L，根據(jù)Ksp[Zn（OH）₂]=c（Zn²⁺）×c²（OH^-）計(jì)算；
（3）濃硫酸吸收H₂O、堿石灰吸收CO₂，n（H₂O）=$\frac{0.54g}{18g/mol}$=0.03mol、n（CO₂）=$\frac{0.88g}{44g/mol}$=0.02mol，剩余固體為ZnO，n（ZnO）=$\frac{3.85g-0.54g-0.88g}{81g/mol}$=0.03mol，根據(jù)原子守恒計(jì)算判斷其化學(xué)式．

解答 解：（1）高溫鍛燒時(shí)，閃鋅礦（ZnS）與氧氣反應(yīng)生成ZnO和SO2，根據(jù)反應(yīng)物和生成物和電子守恒書(shū)寫(xiě)配平化學(xué)方程式，ZnS～SO₂～6e-；O2～4e-；最小公倍數(shù)為12，所以ZnS前的系數(shù)為2，氧氣前的系數(shù)為3，觀察配平化學(xué)方程式為2ZnS+3O₂═2ZnO+2SO₂；1mol還原劑ZnS轉(zhuǎn)移電子為6mol；
故答案為：2ZnS+3O₂═2ZnO+2SO₂； 6；
 （2）根據(jù)圖可知，當(dāng)pH=8時(shí)，c（Zn²⁺）=10^-5mol/L，Ksp[Zn（OH）₂]=c（Zn²⁺）×c²（OH^-）=10^-5×（10^-6）²=1×10^-17，故答案為：1×10^-17；
（3）濃硫酸吸收H₂O、堿石灰吸收CO₂，n（H₂O）=$\frac{0.54g}{18g/mol}$=0.03mol、n（CO₂）=$\frac{0.88g}{44g/mol}$=0.02mol，剩余固體為ZnO，n（ZnO）=$\frac{3.85g-0.54g-0.88g}{81g/mol}$=0.03mol，根據(jù)原子守恒得（a+b）：a：（b+c）=0.03mol：0.02mol：0.03mol=3：2：3，則a：b：c=2：1：2，所以沉淀的組成為2ZnCO₃•Zn（OH）₂•2H₂O，
答：沉淀的組成為2ZnCO₃•Zn（OH）₂•2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移，結(jié)合圖象的分析鋅離子在不同PH范圍內(nèi)的存在形式，難點(diǎn)是（3）題化學(xué)式的確定，利用原子守恒解答．