Question

2013年1月27日百度新闻资讯中报道，活性氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1～100纳米。云南化工冶金研究所采用湿化学法(NPP－法)制备纳米级活性氧化锌，可用各种含锌物料为原料，采用酸浸出锌，经过多次净化除去原料中的杂质，然后沉淀获得碱式碳酸锌，最后焙解获得活性氧化锌，化学工艺流程如下：

(1)通过________可以检验流程中滤液2中含有Na^＋。
(2)上述流程图中pH＝12的Na₂CO₃溶液中c(CO₃^2- )＝0.50 mol/L，c(HCO₃^- )＝1×10^－2 mol/L，则c(Na^＋)∶c(OH^－)＝________。
(3)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn^2＋、SO₄^2- ，另含有Fe^2＋、Cu^2＋等杂质。先加入________(填“Na₂CO₃”或“H₂SO₄”)调节溶液的pH至5.4，然后加入适量KMnO₄，Fe^2＋转化为Fe(OH)₃，同时KMnO₄转化为MnO₂。经检测溶液中Fe^2＋的浓度为0.009 mol·L^－1，则每升溶液中至少应加入________mol KMnO₄。
(4)已知常温下，Cu(OH)₂的溶度积常数K_sp＝2×10^－20。溶液中杂质Cu^2＋浓度为0.002 mol·L^－1，若要生成沉淀，则应调节溶液的pH大于________。
(5)“沉淀”得到ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O，“煅烧”在450～500 ℃下进行，“煅烧”反应的化学方程式为：_____________________________________。

Answer 1

(1)焰色反应
(2)102 ∶1
(3)Na₂CO₃　0.003
(4)6
(5)ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O===3ZnO＋CO₂↑＋3H₂O↑

(1)检验溶液中含有Na^＋，常用焰色反应。
(2)根据物料守恒，c(Na^＋)＝ 2×0.51 mol/L＝1.02 mol/L，pH＝12，c(OH^－)＝0.01 mol/L。
(3) 溶解后得到酸性溶液，要调节溶液的pH至5.4，需要升高pH，故应加入Na₂CO₃　n(Fe^2＋)＝ 0.009 mol, 根据电子得失守恒，则n(KMnO₄)＝0.003 mol。
(4) )根据信息：当c(Cu^2＋)·[c(OH^－)]²＝2×10^－20时开始出现沉淀，则c(OH^－)＝10^－8 mol·L^－1，pH＝6。