Question

【题目】纳米ZnO的颗粒直径介于1～100nm之间，具有许多特殊的性能，可用于制造变阻器、图像记录材料、磁性材料和塑料薄膜等。一种利用粗ZnO（含FeO、Fe2O3、CuO）制备纳米ZnO的生产工艺流程如下图所示：

已知：① 生成氢氧化物沉淀时溶液的pH如下表：

物质	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Zn(OH)2	Cu(OH)2
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

② 25℃时，Fe(OH)3的溶度积常数Ksp=4.0×10-38。

请回答以以下问题：

（1）酸浸时，为了提高浸出率，可采取的措施有________（填写两种）；

（2）反应1中发生反应的离子方程式为______________，一种双氧水的质量分数为34.0 % （密度为1.13g/cm3) ，其浓度为_______mol/L；

（3）反应2中加适量氨水的目的是_________，此时所需pH的范围为_________，当调节溶液pH=5时，溶液中的c(Fe3+)=__________；

（4）反应3的离子方程式为__________，反应类型为__________；

（5）从滤液B中可回收的主要物质是__________；

（6）经检验分析，反应4 所得固体组成为Zna(OH)bCO3，称取该固体22.4g，焙烧后得固体16.2g，则a=_________。

Answer 1

【答案】适当增加酸的浓度、加热、将固体原料粉碎等2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O11.3调节溶液pH，使Fe3+完全转化成Fe(OH)3沉淀而除去3.2≤pH<5.24.0×10—11mol/LZn+Cu2+ =Zn2++Cu置换反应(NH4)2SO42

【解析】(1)酸浸时，为了提高浸出率，可采取的措施有适当增加酸的浓度、加热、将固体原料粉碎等，故答案为：适当增加酸的浓度、加热、将固体原料粉碎等；

(2)反应1中，双氧水将溶解生成的硫酸亚铁氧化，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；根据c===11.3 mol/L，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；11.3；

(3)根据生成氢氧化物沉淀时溶液的pH，反应2中加适量氨水可以调节溶液pH，使Fe3+完全转化成Fe(OH)3沉淀而除去，此时所需pH的范围为3.2≤pH<5.2，当调节溶液pH=5时，溶液中的c(Fe3+)===4.0×10—11mol/L，故答案为：调节溶液pH，使Fe3+完全转化成Fe(OH)3沉淀而除去；3.2≤pH<5.2；4.0×10—11；

(4)反应3中加入的锌与溶液中的铜离子发生置换反应，反应的离子方程式为Zn+Cu2+ =Zn2++Cu，故答案为：Zn+Cu2+ =Zn2++Cu；置换反应；

(5)根据流程图，滤液B中含有生成的(NH4)2SO4和过量的碳酸氢铵，因此可回收的主要物质是(NH4)2SO4，故答案为：(NH4)2SO4；

(6)焙烧Zna(OH)bCO3生成氧化锌、水蒸气和二氧化碳。16.2g氧化锌，生成的二氧化碳和水蒸气是质量为22.4g-16.2g=6.2g。

Zna(OH)bCO3 aZnO+H2O+CO2

65a+17b+60 81a 9b+44

22.4g 16.2g 6.2g

则==，解得a=2，b=2，故答案为：2。