Question

2013年1月27日百度新聞資訊中報道，活性氧化鋅是一種多功能性的新型無機材料，其顆粒大小約在1～100納米。云南化工冶金研究所采用濕化學(xué)法(NPP－法)制備納米級活性氧化鋅，可用各種含鋅物料為原料，采用酸浸出鋅，經(jīng)過多次凈化除去原料中的雜質(zhì)，然后沉淀獲得堿式碳酸鋅，最后焙解獲得活性氧化鋅，化學(xué)工藝流程如下：

(1)通過________可以檢驗流程中濾液2中含有Na^＋。
(2)上述流程圖中pH＝12的Na₂CO₃溶液中c(CO₃^2- )＝0.50 mol/L，c(HCO₃^- )＝1×10^－2 mol/L，則c(Na^＋)∶c(OH^－)＝________。
(3)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn^2＋、SO₄^2- ，另含有Fe^2＋、Cu^2＋等雜質(zhì)。先加入________(填“Na₂CO₃”或“H₂SO₄”)調(diào)節(jié)溶液的pH至5.4，然后加入適量KMnO₄，F(xiàn)e^2＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)₃，同時KMnO₄轉(zhuǎn)化為MnO₂。經(jīng)檢測溶液中Fe^2＋的濃度為0.009 mol·L^－1，則每升溶液中至少應(yīng)加入________mol KMnO₄。
(4)已知常溫下，Cu(OH)₂的溶度積常數(shù)K_sp＝2×10^－20。溶液中雜質(zhì)Cu^2＋濃度為0.002 mol·L^－1，若要生成沉淀，則應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH大于________。
(5)“沉淀”得到ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O，“煅燒”在450～500 ℃下進行，“煅燒”反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_____________________________________。

Answer 1

(1)焰色反應(yīng)
(2)102 ∶1
(3)Na₂CO₃　0.003
(4)6
(5)ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O===3ZnO＋CO₂↑＋3H₂O↑

(1)檢驗溶液中含有Na^＋，常用焰色反應(yīng)。
(2)根據(jù)物料守恒，c(Na^＋)＝ 2×0.51 mol/L＝1.02 mol/L，pH＝12，c(OH^－)＝0.01 mol/L。
(3) 溶解后得到酸性溶液，要調(diào)節(jié)溶液的pH至5.4，需要升高pH，故應(yīng)加入Na₂CO₃　n(Fe^2＋)＝ 0.009 mol, 根據(jù)電子得失守恒，則n(KMnO₄)＝0.003 mol。
(4) )根據(jù)信息：當(dāng)c(Cu^2＋)·[c(OH^－)]²＝2×10^－20時開始出現(xiàn)沉淀，則c(OH^－)＝10^－8 mol·L^－1，pH＝6。