问题 填空题

以粗氧化锌粉(含FeO、Fe2O3、ZnS等)制取活性ZnO的工艺如下:

步骤1:以H2SO4浸出粗氧化锌,同时加入H2O2

步骤2:过滤,调节滤液的pH;

步骤3:过滤,向滤液中加NH4HCO3,得碱式碳酸锌沉淀;

步骤4:过滤、洗涤、煅烧,得产品。

已知:离子沉淀的pH见下表。

离子开始沉淀pH沉淀完全pH
Fe2+7.69.6
Fe3+2.73.7
Zn2+5.48.0
 

(1)加入H2O2时能浸出硫化锌,同时生成淡黄色固体,写出其化学方程式   

(2)步骤2中调节溶液pH的范围是     

(3)取洗涤、干燥后的碱式碳酸锌68.2 g,充分灼烧后测得残留物质的质量为48.6 g,将所得气体通入足量澄清石灰水中,得沉淀20 g。计算碱式碳酸锌的组成(用化学式表示,写出计算过程)。

答案

(1)ZnS+H2O2+H2SO4=ZnSO4+2H2O+S  

(2)3.7~5.4              (3)ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O 或Zn3(OH)4CO3·H2O

[计算出n(ZnO) ,2分;计算出n(CO2), 2分;计算出ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O,4分。]

题目分析:(1)淡黄色固体应该是硫,根据过氧化氢有强氧化性,做氧化剂,化学方程式ZnS+H2O2+H2SO4=ZnSO4+2H2O+S 。(2)步骤2中调节溶液pH只要满足锌离子不能沉淀,三价铁离子完全沉淀,故范围是 3.7~5.4 。(3)碱式碳酸锌68.2 g,充分灼烧后测得残留物质为氧化锌,质量为48.6 g,物质的量为48.6/81=0.6mol,锌的质量为39g。将所得气体是二氧化碳,沉淀碳酸钙是20 g,物质的量为0.2mol。碳酸根的物质的量为0.2mol。根据电苛守恒氢氧根的物质的量为0.8mol.由碱式碳酸锌68.2 g减去锌的质量,碳酸根和氢氧根的质量,剩下的就为水的质量,求得为0.2mol.故碱式碳酸锌的组成ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O 或Zn3(OH)4CO3·H2O。

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