Question

爐甘石的主要成分為碳酸鋅，碳酸鋅在醫(yī)療上廣泛用于皮膚的治療，作為中度的防腐、收斂、保護(hù)劑，治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷．某地爐甘石含有少量氧化銅和氧化鐵等雜質(zhì)．某興趣小組利用該爐甘石按如下方案制備氧化鋅．

離子	Fe3+	Cu2+	Zn2+
完全沉淀時(shí)的pH	3.2	6.7	8.0

已知：
（1）爐甘石與稀硫酸反應(yīng)生成氣體的離子方程式為

 

．
（2）加入氨水生成沉淀的主要成分是

 

（填化學(xué)式）．
（3）上述方案中，若把氨水換成氧化鋅，也能除去雜質(zhì)，其原因是

 

．
（4）氧化鋅同氧化鋁一樣，屬于兩性氧化物，則氧化鋅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（5）過量的鋅與濃硫酸充分反應(yīng)，生成的氣體為

 

．
（6）加碳酸銨時(shí)生成的沉淀是堿式碳酸鋅，取該堿式碳酸鋅3.41g，在400～500℃下加熱至質(zhì)量不再變化，得到氧化鋅2.43g和標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO₂ 0.224L，則該堿式碳酸鋅的摩爾質(zhì)量為

 

，化學(xué)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：爐甘石含有少量氧化銅和氧化鐵等雜質(zhì)．加入稀硫酸溶解過濾得到溶液中含有硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鐵，加入氨水沉淀鐵離子和銅離子，過濾得到溶液中加入碳酸銨過濾得到鋅的沉淀高溫煅燒得到氧化鋅．
（1）爐甘石與稀硫酸反應(yīng)生成氣體是碳酸鋅和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅，二氧化碳和水；
（2）加入氨水生成沉淀的主要成分為氫氧化鐵、氫氧化銅；
（3）氧化鋅和氫離子反應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH在6.7--8.0之間可以沉淀鐵離子和銅離子；
（4）氧化鋅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋅酸鹽和水；
（5）過量的鋅與濃硫酸充分反應(yīng)開始生產(chǎn)二氧化硫，隨濃硫酸濃度減小為稀硫酸反應(yīng)生成氫氣；
（6）堿式碳酸鋅分解生成氧化鋅，二氧化碳和水，結(jié)合元素守恒計(jì)算化學(xué)式．

解答： 解：爐甘石含有少量氧化銅和氧化鐵等雜質(zhì)．加入稀硫酸溶解過濾得到溶液中含有硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鐵，加入氨水沉淀鐵離子和銅離子，過濾得到溶液中加入碳酸銨過濾得到鋅的沉淀高溫煅燒得到氧化鋅
（1）爐甘石與稀硫酸反應(yīng)生成氣體是碳酸鋅和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅，二氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：ZnCO₃+2H⁺=Zn²⁺+CO₂↑+H₂O；
故答案為：ZnCO₃+2H⁺=Zn²⁺+CO₂↑+H₂O；
（2）加入氨水生成沉淀的主要成分為氫氧化鐵、氫氧化銅；
故答案為：Fe（OH）₃、Cu（OH）₂；
（3）若把氨水換成氧化鋅，也能除去雜質(zhì)，加入氧化鋅和氫離子反應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH在6.7--8.0之間可以沉淀鐵離子和銅離子；
 故答案為：ZnO可以和H⁺反應(yīng)調(diào)節(jié)溶液PH到6.7--8.0之間達(dá)到沉淀雜質(zhì)離子的目的；
（4）氧化鋅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋅酸鹽和水，反應(yīng)的離子方程式為：ZnO+2OH^-=ZnO₂^2-+H₂O，故答案為：ZnO+2OH^-=ZnO₂^2-+H₂O；
（5）過量的鋅與濃硫酸充分反應(yīng)開始生產(chǎn)二氧化硫，隨濃硫酸濃度減小為稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，故答案為：SO₂、H₂；
（6）堿式碳酸鋅分解生成氧化鋅，二氧化碳和水，結(jié)合元素守恒計(jì)算化學(xué)式；加碳酸銨時(shí)生成的沉淀是堿式碳酸鋅，取該堿式碳酸鋅3.41g，在400～500℃下加熱至質(zhì)量不再變化，得到氧化鋅2.43g物質(zhì)的量=

2.43g

81g/mol

=0.03mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO₂ 0.224L，物質(zhì)的量=

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol
水的物質(zhì)的量=

3.41g-2，43g-0.01mol×44g/mol

18g/mol

=0.03mol
氧元素物質(zhì)的量=

3.41g-0.03mol×65g/mol-0.01mol×12g/mol-0.06mol×1g/mol

16g/mol

=0.08mol
n（Zn）：n（C）：n（H）：n（O）=0.03：0.01：0.06：0.08=3：1：6：8，
堿式鹽為Zn₃（OH）₄CO₃?H₂O或ZnCO₃?2Zn（OH）₂?H₂O；
故答案為：341g/mol；Zn₃（OH）₄CO₃?H₂O或ZnCO₃?2Zn（OH）₂?H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)分離提純的實(shí)驗(yàn)方法和過程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)和元素守恒的計(jì)算應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．