Question

（2011?泰州二模）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

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O

，该步骤需控制溶液pH的范围是

3.2～5.2

．
（2）A溶液中主要含有的溶质是

（NH₄）₂SO₄

．
（3）碱式碳酸锌经焙烧制得活性ZnO的反应△H＞0，该反应能自发进行的原因是△H

＞

（选填“=”、“＞”、“＜”）0．
（4）若经处理后的废水pH=8，此时Zn²⁺的浓度为

0.78

mg/L（常温下，K_sp[Zn（OH）₂]=1.2×10^-17）．

Answer 1

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）熵增的反应和放热反应有利于反应的自发进行；
（4）由c（Zn²⁺）×c²（OH^-）=1.27×10^-17计算出c（Zn²⁺）．

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）放热反应有利于反应的自发进行，碱式碳酸锌经焙烧制得活性ZnO的反应△H＞0，所以该反应△H＞0，故答案为：＞；
（4）由c（Zn²⁺）×c²（OH^-）=1.27×10^-17，c（Zn²⁺）=

1.2×10-17

(10-6)2

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．

点评：本题物质的制备流程，注重化学和实际的结合，题目难度中等，本题易错点为（4），注意单位之间的换算．