Question

（2013?兰州一模）[化学--选修2  化学与技术]
活性ZnO在橡胶、塑料、涂料工业中有广泛的应用，一种由粗ZnO（含FeO、CuO）制备活性ZnO的流程如下：
已知：
（1）碱式碳酸锌（Zn₂ （OH）₂CO₃）经焙烧可制得活性ZnO
（2）几种离子生成氢氧化物沉淀时的pH如下表：

待沉淀离子	Fe2+	Fe3+	Zn2+	Cu2+
开始沉淀时pH	6.34	1.48	6.2	5.2
完全沉淀时pH	9.7	3.2	8.0	6.4

请问答下列问题：
（1）浸出过程中提高浸出效率可采用的措施有

将粗ZnO矿石粉碎或提高浸取温度或适当增加酸的浓度等

（任答一条即可）．
（2）步骤A加H₂O₂发生反应的离子方程式是

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O

，该步骤需控制溶液pH的范围是

3.2～5.2

．
（3）步骤B进行的操作名称是

沉降、过滤

．步骤C中加入锌粉的目的是

除去溶液中的Cu²⁺杂质

．
（4）A溶液中主要含有的溶质是

（NH₄）₂SO₄

，生成碱式碳酸锌的离子反应的方程式为

2Zn²⁺+4HCO₃^-═Zn₂ （OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O

．

Answer 1

分析：（1）根据影响化学反应速率的因素进行分析；
（2）步骤A加入H₂O₂的目的是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺ 便于除去，同时不引入新的杂质．由流程图看出该步操作只生成Fe（OH）₃沉淀，结合表中数据可知需控制溶液pH为3.2-5.2之间；
（3）根据流程，步骤B是将氢氧化铁分离出来；Zn比Cu活泼，可将将Cu²⁺还原为Cu从而除去Cu²⁺；
（4）硫酸锌溶液中加入碳酸氢铵后生成碱式碳酸锌沉淀和硫酸铵，据此写出反应的离子方程式．

解答：解：（1）浸取过程中，为提高浸出效率，可将矿石粉碎，增大反应的接触面积，或提高浸取时的温度，加快反应速率，或适当增大酸的浓度等，
故答案为：将粗ZnO矿石粉碎或提高浸取温度或适当增加酸的浓度等；
（2）步骤A加入H₂O₂的目的是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺ 便于除去，同时不引入新的杂质，反应的离子方程式为
2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，由流程图看出该步操作只生成Fe（OH）₃沉淀，结合表中数据可知需控制溶液pH为3.2-5.2之间，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；3.2～5.2；
（3）步骤A中将铁离子转变成了氢氧化铁沉淀，所以步骤B是将氢氧化铁分离出来，实验操作是沉降、过滤；Zn比Cu活泼，可将将Cu²⁺还原为Cu从而除去Cu²⁺，
故答案为：沉降、过滤； 除去溶液中的Cu²⁺杂质；
（4）硫酸锌溶液中加入碳酸氢铵后生成碱式碳酸锌沉淀和硫酸铵，过滤后，得到的滤液溶质主要为（NH₄）₂SO₄，反应的离子方程式为：2Zn²⁺+4HCO₃^-═Zn₂ （OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O，
故答案为：（NH₄）₂SO₄； 2Zn²⁺+4HCO₃^-═Zn₂ （OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O．

点评：本题物质的制备流程，涉及了离子方程式的书写、实验操作、反应条件的选择等知识，注重化学和实际的结合，题目难度中等．