Question

（2011?泰州二模）活性ZnO在橡膠、塑料、涂料工業(yè)中有重要應用，一種由粗ZnO（含F(xiàn)eO、CuO）制備活性ZnO的流程如下（已知：堿式碳酸鋅經(jīng)焙燒可制得活性ZnO）：

已知：幾種離子生成氫氧化物沉淀時的pH如下表：

待沉淀離子	Fe2+	Fe3+	Zn2+	Cu2+
開始沉淀時pH	6.34	1.48	6.2	5.2
完全沉淀時pH	9.7	3.2	8.0	6.4

請問答下列問題：
（1）步驟A加H₂O₂發(fā)生反應的離子方程式是

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O

，該步驟需控制溶液pH的范圍是

3.2～5.2

．
（2）A溶液中主要含有的溶質(zhì)是

（NH₄）₂SO₄

．
（3）堿式碳酸鋅經(jīng)焙燒制得活性ZnO的反應△H＞0，該反應能自發(fā)進行的原因是△H

＞

（選填“=”、“＞”、“＜”）0．
（4）若經(jīng)處理后的廢水pH=8，此時Zn²⁺的濃度為

0.78

mg/L（常溫下，K_sp[Zn（OH）₂]=1.2×10^-17）．

Answer 1

分析：（1）步驟A加入H₂O₂的目的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺ 便于除去，同時不引入新的雜質(zhì)．由流程圖看出該步操作只生成Fe（OH）₃沉淀，結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知需控制溶液pH為3.2-5.2之間；
（2）硫酸鋅溶液中加入碳酸氫銨后生成堿式碳酸鋅沉淀和硫酸銨；
（3）熵增的反應和放熱反應有利于反應的自發(fā)進行；
（4）由c（Zn²⁺）×c²（OH^-）=1.27×10^-17計算出c（Zn²⁺）．

解答：解：（1）步驟A加入H₂O₂的目的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺ 便于除去，同時不引入新的雜質(zhì)，反應的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，由流程圖看出該步操作只生成Fe（OH）₃沉淀，結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知需控制溶液pH為3.2-5.2之間，故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；3.2～5.2；
（2）硫酸鋅溶液中加入碳酸氫銨后生成堿式碳酸鋅沉淀和硫酸銨，過濾后，得到的濾液溶質(zhì)主要為（NH₄）₂SO₄，故答案為：（NH₄）₂SO₄；
（3）放熱反應有利于反應的自發(fā)進行，堿式碳酸鋅經(jīng)焙燒制得活性ZnO的反應△H＞0，所以該反應△H＞0，故答案為：＞；
（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，故答案為：0.78．

點評：本題物質(zhì)的制備流程，注重化學和實際的結(jié)合，題目難度中等，本題易錯點為（4），注意單位之間的換算．