工业上用含锌物料(含FeO、CuO等杂质)可制得活性ZnO,流程如下:
(1)上述流程中,浸出用的是60%H2SO4(1.5 g·cm-3),配制这种H2SO4 100 mL需要18.4 mol·L-1的浓H2SO4________ mL(保留一位小数)。
(2)加入氧化剂H2O2后,有Fe(OH)3沉淀出现,没有Cu(OH)2沉淀出现,若溶液中c(Fe3+)=2.6×10-18 mol·L-1,则溶液中c(Cu2+)的取值范围是________mol·L-1。(已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,
Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)
(3)加入NH4HCO3后生成的沉淀是形态均为Zna(OH)b(CO3)c(a、b、c为正整数)的两种碱式碳酸锌A和B的混合物,A中a=5、b=6,则生成碱式碳酸锌A的化学方程式为__________________________________________________。
(4)取洗涤、烘干后的碱式碳酸锌A和B的混合物49.70 g,其物质的量为0.10 mol,高温焙烧完全分解得到37.26 g ZnO、3.584 L CO2(标准状况下)和水,通过计算求出碱式碳酸锌B的化学式。
(1)49.9(50.0也给分) (2)≤2.2×10-6
(3)5ZnSO4+10NH4HCO3=Zn5(OH)6(CO3)2↓+5(NH4)2SO4+8CO2↑+2H2O
(4)由题意0.1 mol混合物完全分解得到ZnO、CO2、H2O的物质的量分别为0.46 mol、0.16 mol、0.3 mol
可知1 mol混合物中平均含4.6 mol Zn、1.6 mol C、6 mol H,又知1 mol A中含H为6 mol、含C为2 mol,则1 mol B中含H为6 mol、含C为1 mol;所以B的化学式可以表示为Znx(OH)6CO3,由化合价代数和为零得出x=4,即B的化学式为Zn4(OH)6CO3(其他合理解法均可)
(1)V=100 mL×1.5 g·mL-1×60%÷98 g·mol-1÷18.4 mol·L-1×1 000 mL·L-1≈49.9 mL。
根据溶液中有Fe(OH)3沉淀出现,有c3(OH-)×c(Fe3+)=Ksp[Fe(OH)3],将Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,c(Fe3+)=2.6×10-18 mol·L-1代入上式得,c(OH-)=1×10-7 mol·L-1;再根据溶液中没有Cu(OH)2沉淀出现,有c2(OH-)×
c(Cu2+)≤Ksp[Cu(OH)2],将Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,c(OH-)=1×10-7
mol·L-1代入上式得,c(Cu2+)≤2.2×10-6 mol·L-1。
(3)由于A中a=5、b=6,2a=b+2c(电荷守恒),解得c=2,由此确定A的化学式为Zn5(OH)6(CO3)2;再从流程图中知,加入NH4HCO3所发生的反应中反应物还有ZnSO4,生成物有Zn5(OH)6(CO3)2、CO2、H2O,还有(NH4)2SO4,最后根据观察法将反应化学方程式配平。