Question

活性氧化鋅用途非常廣泛．以氧化鋅粗品（含鐵的氧化物、CuO和SiO₂等雜質(zhì)）為原料制備活性氧化鋅并生產(chǎn)其它副產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程如下：

已知：Zn（OH）₂可溶于NaOH溶液．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）“溶解”前將氧化鋅粗品粉碎成細(xì)顆粒，其目的是

 

．
（2）操作A所得濾渣的主要成分是

 

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（3）加入過(guò)量Fe時(shí)，濾液M中與Fe反應(yīng)的離子有

 

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（4）操作C所得的濾渣P中含有Fe（OH）₂和Fe（OH）₃，請(qǐng)寫出生成Fe（OH）₃的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

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（5）“沉淀”的成分為ZnCO₃?2Zn（OH）₂?H₂O，可用氧化物的形式把它改寫為

 

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Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用

專題：幾種重要的金屬及其化合物

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(guò)過(guò)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；向?yàn)V液M加入過(guò)量鐵粉，銅離子被置換成銅單質(zhì)，通過(guò)過(guò)濾得到的濾液N中含有亞鐵離子、鋅離子；向?yàn)V液N中加入過(guò)量氫氧化鈉，反應(yīng)生成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵沉淀，濾液Q中含有AlO₂^-；酸化濾液Q后加入適量碳酸鈉溶液得到沉淀ZnCO₃?2Zn（OH）₂?H₂O，經(jīng)過(guò)煅燒得到ZnO，
（1）根據(jù)固體表面積對(duì)反應(yīng)速率的影響分析；
（2）根據(jù)不與硫酸進(jìn)行分析；
（3）鐵的還原性大于銅，鐵與銅離子反應(yīng)生成銅單質(zhì)；
（4）根據(jù)Fe（OH）₂易于氧化分析；
（5）根據(jù)“ZnCO₃?2Zn（OH）₂?H₂O氧化物的書寫規(guī)則書寫；

解答： 解：根據(jù)圖示可知，制備流程為：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(guò)過(guò)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；向?yàn)V液M加入過(guò)量鐵粉，銅離子被置換成銅單質(zhì)，通過(guò)過(guò)濾得到的濾液N中含有亞鐵離子、鋅離子；向?yàn)V液N中加入過(guò)量氫氧化鈉，反應(yīng)生成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵沉淀，濾液Q中含有AlO₂^-；酸化濾液Q后加入適量碳酸鈉溶液得到沉淀ZnCO₃?2Zn（OH）₂?H₂O，經(jīng)過(guò)煅燒得到ZnO，
（1）為了加快反應(yīng)速率，增大固液接觸面積，在“溶解”前將氧化鋅粗品粉碎成細(xì)顆粒，故答案為：增大接觸面積使其能充分反應(yīng)；
（2）氧化鋅粗品（含鐵的氧化物、CuO和SiO₂等雜質(zhì)），SiO₂不與硫酸反應(yīng)，為操作A所得濾渣；故答案為：SiO₂；
（3）濾液M中加入過(guò)量鐵粉后，鐵與銅離子發(fā)生置換反應(yīng)生成亞鐵離子和銅單質(zhì)，鐵與三價(jià)鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，鐵能置換出M中過(guò)量的H⁺，故答案為：H⁺、Cu²⁺、Fe³⁺；
（4）濾渣P中Fe（OH）₂很容易被空氣中的氧氣氧化為Fe（OH）₃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（5）“沉淀”的成分為ZnCO₃?2Zn（OH）₂?H₂O，可用氧化物的形式，先寫金屬氧化物、非金屬氧化物、水，為3ZnO?CO₂?3H₂O；
故答案為：3ZnO?CO₂?3H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)、物質(zhì)分離與提純方法的綜合應(yīng)用，題目難度較大，明確制備流程為解答關(guān)鍵，注意掌握常見物質(zhì)分離與提純的操作方法，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算能力．