Question

1．活性氧化鋅用作橡膠硫化的活性劑、補強劑．以氧化鋅粗品為原料制備活性氧化鋅的生產(chǎn)工藝流程如下：

一些陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Cu（OH）2	Zn（OH）2	Fe（OH）2
pH	3.2	6.7	8.0	9.7

（1）“溶解”前將氧化鋅粗品粉碎成細顆粒，目的是增大固液接觸面積，加快溶解時的反應(yīng)速率．
（2）“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn²⁺、SO₄ ^2-，另含有Fe²⁺、Cu²⁺等雜質(zhì)．先加入Na₂CO₃（填“Na₂CO₃”或“H₂SO₄”）調(diào)節(jié)溶液的pH至5.4，然后加入適量KMnO₄，F(xiàn)e²⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，同時KMnO₄轉(zhuǎn)化為MnO₂．經(jīng)檢測溶液中Fe²⁺的濃度為0.009mol•L^-1，則每升溶液中至少應(yīng)加入0.003mol KMnO₄．
（3）雜質(zhì)Cu²⁺可利用置換反應(yīng)除去，應(yīng)選擇的試劑是鋅粉．
（4）“沉淀”得到ZnCO₃•2Zn（OH）₂•H₂O，“煅燒”在450～500℃下進行，“煅燒”反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnCO₃•2Zn（OH）₂•H₂O$\frac{\underline{\;450-500℃\;}}{\;}$3ZnO+CO₂↑+3H₂O↑．

Answer 1

分析 制備活性氧化鋅流程為：氧化鋅粗品（含鐵的氧化物、CuO和SiO₂等雜質(zhì)）中加入稀硫酸，氧化鋅、鐵的氧化物、氧化銅與稀硫酸反應(yīng)，二氧化硅不反應(yīng)，通過過濾操作分離出二氧化硅，濾液中含有鐵離子、亞鐵離子、鋅離子、銅離子，酸化濾液后加入適量碳酸鈉溶液得到沉淀ZnCO₃•2Zn（OH）₂•H₂O，經(jīng)過煅燒得到ZnO，
（1）根據(jù)增大接觸面積可以加快反應(yīng)的速率分析回答；×
（2）根據(jù)溶液酸堿度的變化、化合價的變化分析判斷回答；
（3）根據(jù)鋅能置換出溶液中的銅分析回答；
（4）根據(jù)“煅燒”ZnCO₃•2Zn（OH）₂•H₂O的反應(yīng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）“溶解”前將氧化鋅粗品粉碎成細顆粒，目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率．
故答案為：增大固液接觸面積，加快溶解時的反應(yīng)速率；
（2）“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn²⁺、SO₄^2-，另含有Fe²⁺、Cu²⁺等雜質(zhì)．先加入Na₂CO₃ 調(diào)節(jié)溶液的pH至5.4，使溶液的酸性減弱，然后加入適量KMnO₄，F(xiàn)e²⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，同時KMnO₄轉(zhuǎn)化為MnO₂．在KMnO₄中錳元素的化合價降低，該反應(yīng)中作為氧化劑．調(diào)節(jié)溶液的pH至5.4，然后加入適量KMnO₄，F(xiàn)e²⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，同時KMnO₄轉(zhuǎn)化為MnO₂．反應(yīng)的離子方程式為：
                MnO₄ ^-+3Fe²⁺+7H₂O=MnO₂+3Fe（OH）₃↓+5H⁺
        1         3
        n         1L×0.009mol•L^-1
n=0.003mol，
故答案為：0.003；
（3）由于制備活性氧化鋅，雜質(zhì)Cu²⁺可利用置換反應(yīng)除去，應(yīng)選擇的試劑是鋅粉，
故答案為：鋅粉；
（4）“沉淀”得到ZnCO₃•2Zn（OH）₂•H₂O，“煅燒”在450～500℃下進行，“煅燒”反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ZnCO₃•2Zn（OH）₂•H₂O 3ZnO+CO₂↑+3H₂O↑．
故答案為：ZnCO₃•2Zn（OH）₂•H₂O$\frac{\underline{\;450-500℃\;}}{\;}$3ZnO+CO₂↑+3H₂O↑．

點評 本題考查了物質(zhì)的制備、分離和提純方法的綜合應(yīng)用，難度較大，應(yīng)注意加強基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識解決問題的能力的提高．