Question

以粗氧化鋅粉（含FeO、Fe2O3、ZnS等）制取活性ZnO的工藝如下：

步驟1：以H2SO4浸出粗氧化鋅，同時加入H2O2；

步驟2：過濾，調節濾液的pH；

步驟3：過濾，向濾液中加NH4HCO3，得堿式碳酸鋅沉淀；

步驟4：過濾、洗滌、煅燒，得產品。

已知：離子沉淀的pH見下表。

離子	開始沉淀pH	沉淀完全pH
Fe2+	7.6	9.6
Fe3+	2.7	3.7
Zn2+	5.4	8.0

 

（1）加入H2O2時能浸出硫化鋅，同時生成淡黃色固體，寫出其化學方程式 。

（2）步驟2中調節溶液pH的范圍是 。

（3）取洗滌、干燥后的堿式碳酸鋅68.2 g，充分灼燒后測得殘留物質的質量為48.6 g，將所得氣體通入足量澄清石灰水中，得沉淀20 g。計算堿式碳酸鋅的組成（用化學式表示，寫出計算過程）。

 

Answer 1

（1）ZnS+H2O2+H2SO4=ZnSO4+2H2O+S

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

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

【解析】

試題分析：（1）淡黃色固體應該是硫，根據過氧化氫有強氧化性，做氧化劑，化學方程式ZnS+H2O2+H2SO4=ZnSO4+2H2O+S 。（2）步驟2中調節溶液pH只要滿足鋅離子不能沉淀，三價鐵離子完全沉淀，故范圍是 3.7~5.4 。（3）堿式碳酸鋅68.2 g，充分灼燒后測得殘留物質為氧化鋅，質量為48.6 g，物質的量為48.6/81=0.6mol,鋅的質量為39g。將所得氣體是二氧化碳，沉淀碳酸鈣是20 g，物質的量為0.2mol。碳酸根的物質的量為0.2mol。根據電苛守恒氫氧根的物質的量為0.8mol.由堿式碳酸鋅68.2 g減去鋅的質量，碳酸根和氫氧根的質量，剩下的就為水的質量，求得為0.2mol.故堿式碳酸鋅的組成ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O 或Zn3(OH)4CO3·H2O。

考點：本題考查化工生產中物質的制備，涉及內容有方程式的書寫，反應條件的選擇，化學式的確定計算。