Question

【題目】四水合磷酸鋅[Zn3(PO4)2·4H2O，摩爾質(zhì)量為457 g·mol－1，難溶于水] 是一種性能優(yōu)良的綠色環(huán)保防銹顏料。實驗室以鋅灰（含ZnO、PbO、CuO、FeO、Fe2O3、SiO2等）為原料制備Zn3(PO4)2·4H2O的流程如下，回答下列問題：

已知：6NH4HCO3 + 3ZnSO4 ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓ + 3(NH4)2SO4 + 5CO2↑

ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O + 2H3PO4 Zn3(PO4)2·4H2O + 2H2O + CO2↑

（1）濾渣Ⅰ的主要成分為________；步驟Ⅰ中，需先將溶液的pH調(diào)至5.1，此時應(yīng)選擇的最佳試劑是________；

a．氨水 b．氫氧化鈉 c．氧化鋅 d．氫氧化鋇

滴加KMnO4溶液后有MnO2生成，該反應(yīng)的離子方程式為________；試劑a為________；步驟Ⅳ反應(yīng)結(jié)束后，得到Zn3(PO4)2·4H2O的操作包括________和干燥。

（2）稱取45.7 mg Zn3(PO4)2·4H2O進行熱重分析，化合物質(zhì)量隨溫度的變化關(guān)系如圖所示，為獲得Zn3(PO4)2·2H2O和Zn3(PO4)2·H2O的混合產(chǎn)品，烘干時的溫度范圍為________。

a．90～145℃ b．145～195℃ c．195～273℃ d．＞273℃

（3）為測定產(chǎn)品中Zn3(PO4)2·4H2O的含量，進行如下實驗，已知滴定過程中Zn2+與H2Y2按1:1反應(yīng)。

步驟Ⅰ：準(zhǔn)確稱取0.4570 g產(chǎn)品于燒杯中，加入適量鹽酸使其溶解，將溶液轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶，定容。

步驟Ⅱ：移取20.00 mL上述溶液于錐形瓶中，加入指示劑，在pH = 5～6的緩沖溶液中用0.02000mol·L－1 Na2H2Y標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，測得Na2H2Y標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量為27.60 mL。

步驟Ⅱ中移取溶液時所使用的玻璃儀器為________；產(chǎn)品中Zn3(PO4)2·4H2O的質(zhì)量分數(shù)為_______。下列操作中，導(dǎo)致產(chǎn)品中Zn3(PO4)2·4H2O含量測定值偏低的是________。

a．步驟I中定容時俯視刻度線

b．步驟I中轉(zhuǎn)移溶液時未洗滌燒杯

c．步驟II中滴定管未用Na2H2Y標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗

d．步驟II中滴定前滴定管內(nèi)無氣泡，滴定結(jié)束后有氣泡

Answer 1

【答案】SiO2、PbSO4 c MnO+ 3Fe2+ + 7H2O＝MnO2↓ + 3Fe(OH)3↓ + 5H+ Zn 過濾、洗滌 b 移液管（或酸式滴定管） 92% bd

【解析】

酸浸時SiO2不參與反應(yīng)，PbO與稀硫酸反應(yīng)生成難溶物質(zhì)PbSO4；調(diào)節(jié)pH時應(yīng)注意不能帶入新的雜質(zhì)；KMnO4與溶液中亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，以此寫出化學(xué)方程式；試劑a為了除去溶液中的其他金屬陽離子；步驟Ⅳ反應(yīng)結(jié)束后，得到Zn3(PO4)2·4H2O的操作有過濾、洗滌、干燥，據(jù)此解答。

（1）酸浸時SiO2不參與反應(yīng)，PbO與稀硫酸反應(yīng)生成難溶物質(zhì)PbSO4,故濾渣Ⅰ的主要成分為SiO2、PbSO4,；調(diào)節(jié)pH時不能帶入新的雜質(zhì)，也不能與所需產(chǎn)品反應(yīng)，最佳試劑為氧化鋅；KMnO4與溶液中亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)：；試劑a為了除去溶液中的其他金屬陽離子Cu2+，為了不帶入新的雜質(zhì)，可用Zn單質(zhì)；步驟Ⅳ反應(yīng)結(jié)束后，得到Zn3(PO4)2·4H2O的操作有過濾、洗滌、干燥；故答案為：SiO2、PbSO4；c；；Zn；過濾、洗滌；

（2）由圖可知當(dāng)溫度小于90℃時，產(chǎn)品為Zn3(PO4)2·4H2O，此時物質(zhì)的量為，當(dāng)溫度為145℃時質(zhì)量為42.1g，蒸發(fā)水分物質(zhì)的量為，則產(chǎn)品為Zn3(PO4)2·2H2O，同理可得，當(dāng)溫度為195℃時產(chǎn)品為Zn3(PO4)2·H2O，當(dāng)溫度為273℃時產(chǎn)品為Zn3(PO4)2，為獲得Zn3(PO4)2·2H2O和Zn3(PO4)2·H2O的混合產(chǎn)品，應(yīng)控制溫度在145～195℃，故答案為：b；

（3）移取溶液時所使用的玻璃儀器為移液管（或酸式滴定管）；滴定時有關(guān)系：，消耗Na2H2Y物質(zhì)的量為，則樣品中含有Zn3(PO4)2·4H2O的物質(zhì)的量為：，則產(chǎn)品中Zn3(PO4)2·4H2O的質(zhì)量分數(shù)為；

a．步驟I中定容時俯視刻度線，導(dǎo)致產(chǎn)品濃度偏高，測定值偏高；

b．步驟I中轉(zhuǎn)移溶液時未洗滌燒杯，導(dǎo)致產(chǎn)品濃度偏低，測定值偏低；

c．步驟II中滴定管未用Na2H2Y標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗，所需標(biāo)準(zhǔn)液體積偏高，測定值偏高；

d．步驟II中滴定前滴定管內(nèi)無氣泡，滴定結(jié)束后有氣泡，所需標(biāo)準(zhǔn)液體積偏低，測定值偏低；故答案為：移液管（或酸式滴定管）；92%；bd。