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

 

请回答下列问题：

(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)碱式碳酸锌经焙烧制得活性ZnO的反应ΔH＞0，该反应能自发进行的原因是ΔS (选填“＝”、“＞”或“＜”)0。

(4)若经处理后的废水pH＝8，此时Zn2＋的浓度为 mg/L(常温下，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10－17)。

 

Answer 1

(1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O　3.2～5.2　(2)(NH4)2SO4　(3)＞　(4)0.78

【解析】(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)反应自发，且ΔH＞0，则ΔS必大于0。

(4)由c(Zn2＋)×c2(OH－)＝Ksp

c(Zn2＋)＝＝＝1.2×10－5(mol·L－1)，即1.2×10－5 mol·L－1×65 g·mol－1＝7.8×10－4g·L－1，即0.78 mg·L－1