Question

【題目】活性氧化鋅是一種多功能性的新型無機(jī)材料．某小組以粗氧化鋅（含鐵、銅的氧化物）為原料模擬工業(yè)生產(chǎn)活性氧化鋅，步驟如下：

已知各相關(guān)氫氧化物沉淀pH范圍如下表所示：

	Zn（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Cu（OH）2
開始沉淀pH	5.4	7.0	2.3	4.7
完全沉淀pH	8.0	9.0	4.1	6.7

完成下列填空

（1）步驟I中所需25%稀硫酸可用98%濃硫酸（密度為1.84g/mL）配制，所需的儀器除玻璃棒、燒杯外，還需要_______（選填編號）

A．電子天平 B．量筒 C．容量瓶 D．膠頭滴管

（2）步驟II中通過加入KMnO4氧化，并用ZnO調(diào)節(jié)pH，可以除去含鐵雜質(zhì)．檢驗(yàn)沉淀是否完全的實(shí)驗(yàn)操作是_________．調(diào)節(jié)pH的適宜范圍是_________．

（3）步驟III中加入Zn粉的作用是：①________；②進(jìn)一步調(diào)節(jié)溶液pH．

（4）步驟IV中使用熱NH4HCO3溶液能促進(jìn)Zn2+轉(zhuǎn)化為沉淀，但溫度不宜過高，其原因可能是________．

（5）步驟V在_______（填儀器名稱）中進(jìn)行，已知堿式碳酸鋅的化學(xué)式為Zn5（OH）6（CO3）2，請寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________．判斷已分解完全的操作是________．

（6）用如下方法測定所得活性氧化鋅的純度：

①取1.000g活性氧化鋅，用15.00mL 1.000mol/L硫酸溶液完全溶解

②用濃度為0.500mol/L的標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液滴定剩余硫酸，到達(dá)終點(diǎn)時消耗氫氧化鈉溶液12.00mL．

假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)，則所得活性氧化鋅的純度為_______．若在滴定時，實(shí)際操作中過量半滴（1mL溶液為25滴），則本次滴定的相對誤差為_____．

Answer 1

【答案】bd 取少量溶液，滴加KSCN溶液，無顏色變化 4.1～4.7 除去溶液中的Cu2+ NH4HCO3分解導(dǎo)致?lián)p失 坩堝 Zn5（OH）6（CO3）25ZnO+2CO2↑+3H2O 恒重操作 97.2% 0.17%

【解析】

粗氧化鋅(含鐵、銅的氧化物)加入稀硫酸溶解過濾得到溶液中含有硫酸亞鐵、硫酸銅、硫酸鋅，加入高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氧化鋅調(diào)節(jié)溶液pH沉淀鐵離子和銅離子，加入鋅還原銅離子為銅單質(zhì)，過濾得到硫酸鋅，碳化加入碳酸氫銨沉淀鋅離子生成堿式碳酸鋅，加熱分解生成活性氧化鋅。

(1)步驟I中所需25%稀硫酸可用98%濃硫酸(密度為1.84g/mL)配制，是粗略配制在燒杯內(nèi)稀釋配制，所需的儀器除玻璃棒、燒杯外，還需要儀器有量筒、膠頭滴管等；故答案為：bd；

(2)檢驗(yàn)沉淀是否完全可以利用鐵離子遇到硫氰酸鉀溶液變紅色設(shè)計驗(yàn)證，取少量溶液，滴加KSCN溶液，無顏色變化說明沉淀完全，依據(jù)沉淀PH范圍調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子和銅離子沉淀，調(diào)節(jié)溶液PH為4.1～4.7；

(3)步驟III中加入Zn粉的作用是含有銅離子，進(jìn)一步調(diào)節(jié)溶液pH除凈銅離子；

(4)步驟IV中使用熱NH4HCO3溶液能促進(jìn)Zn2+轉(zhuǎn)化為沉淀，但溫度不宜過高，其原因可能是碳酸氫銨受熱易分解；

(5)固體分解在坩堝中進(jìn)行；堿式碳酸鋅的化學(xué)式為Zn5(OH)6(CO3)2，分解生成氧化鋅、二氧化碳和水，結(jié)合原子守恒配平書寫得到反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn5(OH)6(CO3)25ZnO+2CO2↑+3H2O；判斷已分解完全的操作是稱量至恒重；

(6)依據(jù)滴定所需氫氧化鈉溶液物質(zhì)的量計算剩余硫酸物質(zhì)的量，計算得到與氧化鋅反應(yīng)的硫酸物質(zhì)的量計算得到氧化鋅物質(zhì)的量，與氧化鋅反應(yīng)的氫離子物質(zhì)的量＝0.0150L×1.000mol/L×2﹣0.500mol/L×0.0120L＝0.024mol，ZnO+2H+＝Zn2++H2O，計算純度＝×100%＝97.2%；1mL溶液為25滴，半滴的體積為mL；相對誤差＝×100%＝0.17%。