Question

【题目】活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下：

一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：

（1）“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒，目的是_____。

（2）“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、SO42-，还含有Fe2+、Cu2+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，Fe2+转化为Fe(OH)3，同时KMnO4转化为MnO2。经检测溶液中Fe2+的浓度为0.009mol·L-1，则每升溶液中至少应加入__molKMnO4。

（3）杂质Cu2+可利用置换反应除去，应选择的物质是_____。

（4）“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

【答案】增大固液接触面积，加快溶解时的反应速率 Na2CO3 0.003 锌粉 ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O3ZnO+CO2↑+3H2O↑

【解析】

(1)工业上通常将原料粉碎来加快反应速率；

(2)只有加入碳酸钠才能使pH升高；锰元素的化合价经反应后改变三价，所以消耗的物质的量应为Fe2+的1/3；

(3)要除去铜离子且不引入杂质离子，只能使用锌粉；

(4)最终要得到的是纯净的氧化锌，所以煅烧的最终产物应是氧化锌。

(1)“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒，目的是增大接触面积，加快反应速率；故答案为：增大固液接触面积，加快溶解时的反应速率；

(2)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2＋、SO42，另含有Fe2＋、Cu2＋等杂质。先加入Na2CO3 调节溶液的pH至5.4，使溶液的酸性减弱，然后加入适量KMnO4，Fe2＋转化为Fe(OH)3，同时KMnO4转化为MnO2；在KMnO4中锰元素的化合价降低，该反应中作为氧化剂，反应的离子方程式为：

n＝0.003mol

故答案为：0.003；

(3)由于制备活性氧化锌，杂质Cu2＋可利用置换反应除去，应选择的试剂是锌粉，故答案为：锌粉；

(4)“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 ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O3ZnO+CO2↑+3H2O↑。