活性ZnO在橡胶.塑料.涂料工业有重要应用.由粗ZnO制备活性ZnO流程如图:(1)上述流程中.浸出用的是密度为1.5g/cm3.质量分数为60%H2SO4.则该H2SO4的物质的量浓度为9.18mol/L9.18mol/L．3的Ksp=4.0×10-38．上述流程H2SO4浸出后溶液中Fe3+的浓度为0.04mol/L.控制滤液的pH.加入H2O2后产生� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

活性ZnO在橡胶、塑料、涂料工业有重要应用，由粗ZnO（含FeO、CuO）制备活性ZnO流程如图：

（1）上述流程中，浸出用的是密度为1.5g/cm³，质量分数为60%H₂SO₄，则该H₂SO₄的物质的量浓度为

9.18mol/L

．（保留两位小数）
（2）已知：常温下Fe（OH）₃的K_sp=4.0×10^-38．上述流程H₂SO₄浸出后溶液中Fe³⁺的浓度为0.04mol/L，控制滤液的pH，加入H₂O₂后产生大量红褐色沉淀．
①滤液的pH至少为

时，溶液中Fe³⁺开始沉淀．
②若控制滤液的pH过大，可能导致的后果是

产生Cu（OH）₂、Zn（OH）₂沉淀

．
（3）A中主要含有的溶质是

（NH₄）₂SO₄

．
（4）已知：制备活性ZnO，所焙烧的物质是碱式碳酸锌（可能含结晶水）．取碱式碳酸锌6.82g，溶于HCl生成CO₂ 448mL（标准状况下），溶解过程消耗HCl 0.12mol，试推测该碱式碳酸锌的化学式

Zn₃（OH）₄CO₃?H₂O

．

分析：（1）根据浓硫酸稀释前后物质的量不变计算浓硫酸的体积；
（2）依据沉淀溶解平衡中的溶度积计算氢氧根离子浓度，结合溶液的离子积常数计算得到氢离子浓度计算溶液pH；
（3）依据流程分析可知，碳酸氢铵洗涤沉淀表面硫酸反应生成硫酸铵，所以A中主要含有的溶质是（NH₄）₂SO₄；
（4）依据元素守恒关系分别计算各微粒物质的量，其中物质组成的离子关系，反应的定量关系，质量关系计算得到判断出的各成分物质的量取最简整数比得到化学式．

解答：解：（1）稀硫酸的物质的量浓度=

1000ρw

1000×1.5×60%

=9.18mol/L，故答案为：9.18mol/L；
（2）①已知：常温下Fe（OH）₃的K_sp=4.0×10^-38．上述流程H₂SO₄浸出后溶液中Fe³⁺的浓度为0.04mol/L，控制滤液的pH，加入H₂O₂后产生大量红褐色沉淀；
当出现氢氧化铁沉淀时，溶液中K_sp=c³（OH^-）c（Fe³⁺）=4.0×10^-38c（OH^-）=1×10^-12mol/L，c（H⁺）=10^-2mol/L，pH=2，
故答案为：2；
②若控制滤液的pH过大，可能导致的后果是铜离子和锌离子沉淀，
故答案为：产生Cu（OH）₂、Zn（OH）₂沉淀；
（3）依据流程分析，碳酸氢铵洗涤沉淀表面硫酸反应生成硫酸铵，所以A中主要含有的溶质是（NH₄）₂SO₄，故答案为：（NH₄）₂SO₄；
（4）n（CO₃^2-）=n（CO₂）=0.02 mol；
n（Zn²⁺）=n（ZnCl₂）=

n（Cl^-）=

n（HCl）=0.06 mol；
n（OH^-）=2n（Zn²⁺）-2n（CO₃^2-）=0.08 mol；
n（H₂O）=[6.82 g-n（Zn²⁺）-n（OH^-）-n（CO₃^2-）]÷18 g/mol=0.02 mol；
n（Zn²⁺）：n（OH^-）：n（CO₃^2-）：n（H₂O）=0.06：0.08：0.02：0.02=3：4：1：1：
化学式为：Zn₃（OH）₄CO₃?H₂O；
故化学式为：Zn₃（OH）₄CO₃?H₂O．

点评：本题考查一定物质的量浓度换算计算、溶度积常数的有关计算、化学式的确定等知识点，会根据元素守恒分析物质化学式，难度中等．