Question

以粗氧化锌粉（含FeO、Fe₂O₃、ZnS等）制取活性ZnO的工艺如下：
步骤1：以H₂SO₄浸出粗氧化锌，同时加入H₂O₂；
步骤2：过滤，调节滤液的pH；
步骤3：过滤，向滤液中加NH₄HCO₃，得碱式碳酸锌沉淀；
步骤4：过滤、洗涤、煅烧，得产品。
已知：离子沉淀的pH见下表。

离子	开始沉淀pH	沉淀完全pH
Fe2+	7.6	9.6
Fe3+	2.7	3.7
Zn2+	5.4	8.0

 
（1）加入H₂O₂时能浸出硫化锌，同时生成淡黄色固体，写出其化学方程式   。
（2）步骤2中调节溶液pH的范围是     。
（3）取洗涤、干燥后的碱式碳酸锌68.2 g，充分灼烧后测得残留物质的质量为48.6 g，将所得气体通入足量澄清石灰水中，得沉淀20 g。计算碱式碳酸锌的组成（用化学式表示，写出计算过程）。

Answer 1

（1）ZnS+H₂O₂+H₂SO₄=ZnSO₄+2H₂O+S  
（2）3.7~5.4              （3）ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O 或Zn₃(OH)₄CO₃·H₂O
[计算出n(ZnO) ，2分；计算出n(CO₂)， 2分；计算出ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O，4分。]

试题分析：（1）淡黄色固体应该是硫，根据过氧化氢有强氧化性，做氧化剂，化学方程式ZnS+H₂O₂+H₂SO₄=ZnSO₄+2H₂O+S 。（2）步骤2中调节溶液pH只要满足锌离子不能沉淀，三价铁离子完全沉淀，故范围是 3.7~5.4 。（3）碱式碳酸锌68.2 g，充分灼烧后测得残留物质为氧化锌，质量为48.6 g，物质的量为48.6/81=0.6mol,锌的质量为39g。将所得气体是二氧化碳，沉淀碳酸钙是20 g，物质的量为0.2mol。碳酸根的物质的量为0.2mol。根据电苛守恒氢氧根的物质的量为0.8mol.由碱式碳酸锌68.2 g减去锌的质量，碳酸根和氢氧根的质量，剩下的就为水的质量，求得为0.2mol.故碱式碳酸锌的组成ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O 或Zn₃(OH)₄CO₃·H₂O。