Question

【題目】活性氧化鋅(ZnO) 是一種面向21世紀(jì)的新型高功能精細(xì)無機(jī)產(chǎn)品。用粗ZnO制備活性ZnO的生產(chǎn)工藝流程做如下圖所示。

I制備活性氧化鋅

一種由粗ZnO（含F(xiàn)eO、CuO）制備活性ZnO的流程如下：

【查閱資料】

1、粗ZnO中常含雜質(zhì)FeO、CuO

2、反應(yīng)3是為了制得堿式碳酸鋅、堿式碳酸鋅經(jīng)焙燒可制得活性ZnO

3、已知：幾種物質(zhì)沉淀時(shí)的pH如下表：

物質(zhì)	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Zn（OH）2	Cu（OH）2
開始沉淀時(shí)pH	6.34	1.48	6.2	5.2
完全沉淀時(shí)pH	9.7	3.2	8.0	6.4
Fe（OH）2是一種絮狀沉淀，不易除去，處理時(shí)常將其轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3而除去。

【問題討論】

（1）溶解前將氧化鋅粗品粉碎成細(xì)顆粒，目的是___________ __________ _ 。

（2）寫出ZnO與加稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

（3）反應(yīng)1的目的將Fe2+氧化為Fe3+，并完全沉淀Fe(OH)3 ，為了暫不形成Cu（OH）2 、Zn （OH）2 ，該步驟需控制溶液pH的范圍是 ，操作A的名稱是 。

（4）反應(yīng)2中加入鋅發(fā)生的反應(yīng)屬于 反應(yīng)（填化學(xué)反應(yīng)的基本類型）。

Ⅱ測(cè)定堿式碳酸鋅的化學(xué)式

堿式碳酸鋅的化學(xué)式是xZnCO3yZn（OH）2zH2O，用下列裝置測(cè)定堿式碳酸鋅的化學(xué)組成。（假設(shè)每步反應(yīng)、吸收均完全）

提示：堿式碳酸鋅xZnCO3yZn(OH)2zH2O受熱分解為ZnO、H2O、CO2 三種產(chǎn)物，其中

ZnCO3 ZnO+CO2↑ Zn(OH)2 ZnO+H2O

【實(shí)驗(yàn)步驟】

①按圖連接好裝置，并檢查裝置的 ；

②在熱分解裝置中裝入68.2g樣品，打開活塞 ，關(guān)閉 ，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘；

③稱量裝置C、D的質(zhì)量；

④關(guān)閉活塞K1，K2，打開K3，啟動(dòng)熱分解裝置，使樣品充分熱解；

⑤停止加熱，繼續(xù)通空氣至裝置冷卻到室溫； ⑥再次分別稱量裝置C、D的質(zhì)量．

【記錄數(shù)據(jù)】該小組同學(xué)按上述實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并記錄了如下數(shù)據(jù)：

	裝置C的質(zhì)量（/g）	裝置D的質(zhì)量（/g）
實(shí)驗(yàn)前	198.4	235.7
實(shí)驗(yàn)后	209.2	244.5

【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】

（1）A處干燥管盛放的藥品是堿石灰（CaO與NaOH的固體混合物），其作用是 。

（2）第⑤步繼續(xù)通空氣的目的是 。

（3）E處堿石灰的作用是 ，若沒有此裝置，測(cè)得二氧化碳的質(zhì)量 （填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。

（4）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，計(jì)算xZnCO3yZn（OH）2zH2O中x：y：z的最簡比=

該堿式碳酸鋅受熱分解的化學(xué)方程式為 。

Answer 1

【答案】【問題討論】（1）使氧化鋅粗品充分反應(yīng) （2）ZnO+H2SO4==ZnSO4+H2O

（3）3.2~5.2 過濾 （4）置換

Ⅱ測(cè)定堿式碳酸鋅的化學(xué)式 ①氣密性 ②打開活塞K1、K2 ，關(guān)閉 K3

【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】（1）除去鼓入空氣中的二氧化碳和水蒸氣

（2）使反應(yīng)生成的二氧化碳和水蒸氣被完全吸收

（3）防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置D 偏大

（4） 1：2：1 ZnCO32Zn（OH）2H2O=3ZnO + CO2 ↑+2H2O

【解析】

試題分析：【問題討論】（1） 溶解前將氧化鋅粗品粉碎成細(xì)顆粒，目的是：增大反應(yīng)物的接觸面積，使氧化鋅粗品充分反應(yīng)

（2） ZnO與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：ZnO+H2SO4==ZnSO4+H2O

（3）根據(jù)資料3中，幾種物質(zhì)沉淀的PH，反應(yīng)1的目的將Fe2+氧化為Fe3+，并完全沉淀Fe(OH)3 ，為了暫不形成Cu（OH）2 、Zn （OH）2 ，該步驟需控制溶液pH的范圍是3.2~5.2，操作A是將不溶性固體與液體分離開來，故名稱是過濾

（4）反應(yīng)2是加入鋅將銅置換出來，屬于置換反應(yīng)

Ⅱ測(cè)定堿式碳酸鋅的化學(xué)式①按圖連接好裝置，對(duì)反應(yīng)過程中有氣體生產(chǎn)的反應(yīng)，為了保證氣體不泄露，故要檢查裝置的氣密性，②打開活塞K1、K2，關(guān)閉 K3，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘

【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】（1）A處干燥管盛放的藥品是堿石灰（CaO與NaOH的固體混合物），其作用是除去鼓入空氣中的二氧化碳和水蒸氣，以免影響產(chǎn)生的二氧化碳和水蒸氣質(zhì)量

（2）第⑤步繼續(xù)通空氣的目的是將殘留在裝置內(nèi)的二氧化碳和水蒸氣全部排入到質(zhì)量C、的中，使反應(yīng)生成的二氧化碳和水蒸氣被完全吸收

（3）E處堿石灰的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置D，若沒有此裝置，則空氣中的二氧化碳會(huì)進(jìn)入到裝置D中，使測(cè)得二氧化碳的質(zhì)量偏大

（4）裝置C的作用是吸收生成的水，實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量的質(zhì)量差=209.2g-198.4g=10.8g,即反應(yīng)生成水的質(zhì)量，裝置D的作用是吸收生成的二氧化碳，實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量的質(zhì)量差=244.5g-235.7g=8.8g，即反應(yīng)后生成二氧化碳的質(zhì)量，自然可以得出熱分解裝置中剩余的物質(zhì)質(zhì)量=68.2g-8.8g-10.8g=48.6g，即生成的ZnO質(zhì)量，根據(jù)反應(yīng)ZnCO3△ZnO+CO2↑中ZnCO3、ZnO、CO2 微粒個(gè)數(shù)關(guān)系，可得出x=0.2，ZnO的質(zhì)量=0.2×81=16.2g，則Zn(OH)2△ZnO+H2O這個(gè)反應(yīng)得到的ZnO質(zhì)量=48.6g-16.2g=32.4 g，根據(jù)反應(yīng)中Zn(OH)2、ZnO、H2O微粒個(gè)數(shù)關(guān)系，可得出y=0.4，H2O的質(zhì)量=0.4×18=7.2g，故原來水的質(zhì)量=10.8g-7.2g=3.6g，即微粒個(gè)數(shù)=0.2，故xZnCO3yZn（OH）2zH2O中x：y：z的最簡比=0.2:0.4:0.2=1:2:1，根據(jù)上面求算出來的x、y、z的值，堿式碳酸鋅受熱分解的化學(xué)方程式為：ZnCO32Zn（OH）2H2O△3ZnO + CO2 ↑+2H2O