活性氧化鋅(ZnO) 是一種面向21世紀的新型高功能精細無機產(chǎn)品,近幾年有關該物質(zhì)的制備成為化工行業(yè)研究的熱點.某;瘜W興趣小組的同學參觀了某廠用粗ZnO制備活性ZnO的生產(chǎn)流程,做如下探究.
Ⅰ.制備活性氧化鋅
一種由粗ZnO(含F(xiàn)eO、CuO)制備活性ZnO的流程如圖:
查閱資料:
1、粗ZnO中常含雜質(zhì)FeO、CuO
2、反應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pH | 6.34 | 1.48 | 6.2 | 5.2 |
完全沉淀時pH | 9.7 | 3.2 | 8.0 | 6.4 |
Fe(OH)2是一種絮狀沉淀,不易除去,處理時常將其轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去. |
請問答下列問題:
(1)溶解前將氧化鋅粗品粉碎成細顆粒,目的是
.
(2)寫出在粗ZnO樣品中加硫酸發(fā)生反應的化學方程式
(選寫一個).
(3)反應1的目的是將Fe
2+氧化為Fe
3+,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
.
(4)反應2中加入鋅發(fā)生的反應屬于
反應(填化學反應的基本類型).
(5)B溶液的溶質(zhì)是(NH
4)
2SO
4,檢驗其中是否含NH
4+ 的方法為
.
Ⅱ.測定堿式碳酸鋅的化學式
該興趣小組的同學欲寫出上述流程中堿式碳酸鋅焙燒生成氧化鋅的化學方程式,但不知道堿式碳酸鋅的化學式(xZnCO
3?yZn(OH)
2?zH
2O),于是從該廠帶回部分焙燒前的堿式碳酸鋅樣品在老師的指導下完成下列實驗.
用下列裝置測定堿式碳酸鋅的化學組成,計算xZnCO
3?yZn(OH)
2?zH
2O中x:y:z的最簡比.(假設每步反應、吸收均完全)
【實驗步驟】
①按圖連接好裝置,并檢查裝置的氣密性; ②在熱分解裝置中裝入68.2g樣品,打開活塞
,關閉
,緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘; ③稱量裝置C、D的質(zhì)量;④關閉活塞K
1,K
2,打開K
3,打啟動熱分解裝置,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.
[進行實驗]該小組同學按上述實驗步驟進行實驗,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) |
實驗前 | 198.4 | 235.7 |
實驗后 | 209.2 | 244.5 |
【實驗分析及數(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)老師在審閱方案后指出應該在E處再增加一套裝置,你認為所加儀器名稱是
,儀器中藥品是
,其作用是
,若沒有此裝置,測得二氧化碳的質(zhì)量
(填“偏大”、“偏小”或“無影響”).
(4)根據(jù)上述數(shù)據(jù),計算xZnCO
3?yZn(OH)
2?zH
2O中x:y:z的最簡比=
并寫出計算過程.
提示:
1、xZnCO
3?yZn(OH)
2?zH
2O受熱分解為ZnO、H
2O、CO
2 三種產(chǎn)物,其中ZnCO
3 ZnO+CO
2↑ Zn(OH)
ZnO+H
2O
2、可能用到的相對分子量:ZnCO
3125 Zn(OH)
2 99 ZnO 81 H
2O 18 CO
244.