Question

活性ZnO在橡胶、塑料、涂料工业中有重要应用，一种由粗ZnO（含FeO、CuO）制备活性ZnO的流程如下（已知：碱式碳酸锌经焙烧可制得活性ZnO）：

已知：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）步骤A加H₂O₂发生反应的离子方程式是    ，该步骤需控制溶液pH的范围是    ．
（2）A溶液中主要含有的溶质是    ．
（3）若经处理后的废水pH=8，此时Zn²⁺的浓度为    mg/L（常温下，K_sp[Zn（OH）₂]=1.2×10-¹⁷）．
（4）步骤C中加Zn的目的是    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）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；
（2）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；
（3）由c（Zn²⁺）×c²（OH^-）=1.27×10^-17计算出c（Zn²⁺）；
（4）Zn比Cu活泼，可将将Cu²⁺还原为Cu从而除去Cu²⁺．
解答：解：（1）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；
（2）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，
故答案为：（NH₄）₂SO₄；
（3）由c（Zn²⁺）×c²（OH^-）=1.27×10^-17
c（Zn²⁺）=mol/L=1.2×10^-5mol/L，
即1.2×10^-5mol?L^-1×65g?mol^-1=7.8×10^-4g/L=0.78mg/L，
故答案为：0.78；
（4）Zn比Cu活泼，可将将Cu²⁺还原为Cu从而除去Cu²⁺，故答案为：将Cu²⁺还原为Cu从而除去Cu²⁺．
点评：本题物质的制备流程，题目难度中等，本题易错点为（3），注意单位之间的换算．