题目内容

9.工业上用含锌物料(含FeO、CuO等杂质)制取活性ZnO的流程如下:

(已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20).下列说法不正确的是(  )
A.上述流程中,浸出时用的是60% H2SO4(密度是1.5g/cm3),如配制100 mL这种H2SO4溶液,则需要18.4mol•L-1的浓硫酸约为49.9mL
B.若生成的沉淀是形态均为Zna(OH)b (CO3)c的(a、b、c都是正整数)两种碱式碳酸锌的混合物,则分别可能是Zn5(OH)6(CO3)2 与Zn3(OH)6CO3
C.若加入NH4HCO3后生成的沉淀是Zn5(OH)6(CO3)2,则该反应为5ZnSO4+10NH4HCO3═Zn5(OH)6(CO3)2↓+5(NH4)2SO4+8CO2↑+2H2O
D.加入氧化剂H2O2后,只有Fe(OH)3沉淀出现,若溶液中c(Fe3+)═2.6×10-15mol•L-1,则溶液中c(Cu2+)≤2.2×10-4mol•L-1

分析 A.根据浓硫酸稀释前后物质的量不变计算浓硫酸的体积;
B.化合物中各元素总化合价为0,而Zn3(OH)6CO3不满足;
C.根据流程图知,碳酸氢铵和硫酸锌反应生成沉淀A和二氧化碳、水,根据元素守恒知还生成硫酸铵,据此写出反应方程式;
D.根据溶度积常数先计算出氢氧根离子浓度,然后再计算铜离子浓度.

解答 解:A.稀硫酸的物质的量浓度c=$\frac{1000ρω}{M}$=$\frac{1000×1.5×60%}{98}$mol/L=9.2mol/L,设浓硫酸的体积为x,9.2mol/L×0.1L=18.4mol/L×x,x=$\frac{9.2mol/L×0.1L}{18.4mol/L}$=49.9mL,故A正确;
B.Zn3(OH)6CO3中,总正化合价为:+2×3=+6,总负化合价为:(-1)×6+(-2)×1=-8,正负总化合价不等于0,所以不可能生成Zn3(OH)6CO3,故B错误;
C.若加入NH4HCO3后生成的沉淀是Zn5(OH)6(CO3)2,根据流程图知,碳酸氢铵和硫酸锌反应生成Zn5(OH)6(CO3)2沉淀和二氧化碳、水,根据元素守恒知还生成硫酸铵,所以该反应方程式为:5ZnSO4+10NH4HCO3=Zn5(OH)6(CO3)2↓+5(NH4)2SO4+8CO2↑+2H2O,故C正确;
D.当出现氢氧化铁沉淀时,溶液中c(OH-)=$\root{3}{\frac{2.6×1{0}^{-39}}{2.6×1{0}^{-15}}}$mol/L=1×10-8mol/L,溶液中c(Cu2+)≤$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{(1×1{0}^{-8})^{2}}$=2.2×10-6mol/L,故D正确;
故选B.

点评 本题考查物质分离与提纯方法的综合应用,题目难度中等,涉及一定物质的量浓度溶液的配制、溶度积常数的有关计算、化学式的确定等知识,根据元素守恒及化合物中化合价的代数和为0确定化学式为解答关键,试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用能力.

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