Question

13．氧化鋅、硫化鋅都是重要的基礎(chǔ)化工原料．
（1）ZnO 與Al₂O₃的化學(xué)性質(zhì)相似，ZnO在NaOH溶液中轉(zhuǎn)化成[Zn（OH）₄]^2-的離子方程式為ZnO+H₂O+2OH^-=[Zn（OH）₄]^2-．
（2）火法煉鋅得到的氧化鋅中含有鉛、銅等雜質(zhì)，提純步驟如下：
粗品$\stackrel{反應(yīng)Ⅰ}{→}$ $\stackrel{蒸汽液化}{→}$ 冷凝物$\stackrel{反應(yīng)Ⅱ}{→}$精品ZnO
反應(yīng)Ⅰ：ZnO（s）+CO（g）?Zn（g）+CO₂（g）△H₁
反應(yīng)Ⅱ：2Zn（g）+O₂（g）═2ZnO（s）△H₂
①圖中的“冷凝物”為Zn（填化學(xué)式）．
②某溫度時，在反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)爐中，起始時 c（CO）為 0.3mol•L^-1，反應(yīng)過程中CO₂的體積分數(shù)φ（CO₂）如圖所示，則反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K=0.4．
③下列措施有利于提高反應(yīng)Ⅰ中ZnO轉(zhuǎn)化率的是c．
a．增大ZnO的投料量 b．適當加壓 c．將鋅蒸氣及時分離
④反應(yīng)Ⅱ中，每轉(zhuǎn)移1mol 電子，反應(yīng)放熱174kJ，則H₂=-696KJ/mol．
（3）測定氧化鋅樣品純度：稱取0.5000g樣品，酸溶后定容于250mL容量瓶中，搖勻．量取25.00mL該溶液，用0.04000mol•L^-1的EDTA（Na₂H₂Y）標準液滴定其中的Zn²⁺（反應(yīng)方程式為 Zn²⁺+H₂Y^2-═ZnY^2-+2H⁺，雜質(zhì)不反應(yīng)），平行滴定三次，平均消耗EDTA標準液15.12mL．
①若滴定管未用 EDTA 標準液潤洗，測定結(jié)果將偏高（填“偏高”、“偏低”或“不變”）．
②樣品純度為：$\frac{15.12×1{0}^{-3}×0.04000×\frac{250}{25}×81}{0.5000}$×100%（列出計算式即可）．
（4）彩電熒光屏中的藍色熒光粉含有 ZnS．將含有0.05mol ZnS的熒光粉溶于500mL鹽酸中，完全溶解后，溶液中c（S^2- ）≤2.5×10^-22 mol•L^-1．（已知：K_sp（ZnS）=2.5×10^-23，忽略溶液體積的變化）

Answer 1

分析 （1）ZnO和Al₂O₃的化學(xué)性質(zhì)相似，氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，據(jù)此模仿寫出氧化鋅與氫氧化鈉的反應(yīng)；
（2）①反應(yīng)Ⅰ：ZnO（s）+CO（g）?Zn（g）+CO₂（g），鋅蒸氣冷凝為冷凝物；
②結(jié)合平衡三行計算列式計算平衡濃度，平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$；
③有利于提高反應(yīng)Ⅰ中ZnO轉(zhuǎn)化率，平衡正向進行；
④反應(yīng)Ⅱ中，每轉(zhuǎn)移1mol 電子，反應(yīng)放熱174kJ，結(jié)合反應(yīng)定量關(guān)系和電子轉(zhuǎn)移總數(shù)計算，轉(zhuǎn)移4mol電子放熱696KJ；
（3）①滴定管未用 EDTA 標準液潤洗，內(nèi)層水膜會稀釋標準溶液，消耗標準溶液體積會增大；
②稱取0.5000g樣品，酸溶后定容于250mL容量瓶中，搖勻．量取25.00mL該溶液，用0.04000mol•L^-1的EDTA（Na₂H₂Y）標準液滴定其中的Zn²⁺（反應(yīng)方程式為 Zn²⁺+H₂Y^2-═ZnY^2-+2H⁺，雜質(zhì)不反應(yīng)），平行滴定三次，平均消耗EDTA標準液15.12mL．
    Zn²⁺+H₂Y^2-═ZnY^2-+2H⁺，
     1         1    
    n           15.12×10^-3L×0.04000mol/L
n（ZnO）=n（Zn²⁺）=15.12×10^-3L×0.04000mol/L，
250mL溶液中n（ZnO）=15.12×10^-3L×0.04000mol/L×$\frac{250}{25}$，
據(jù)此計算質(zhì)量分數(shù)；
（4）將含有0.05mol ZnS的熒光粉溶于500mL鹽酸中，完全溶解后溶液中鋅離子濃度c（Zn²⁺）=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L．

解答 解：（1）ZnO和Al₂O₃的化學(xué)性質(zhì)相似，氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，所以氧化鋅與氫氧化鈉的反應(yīng)的方程式為：ZnO+H₂O+2OH^-=[Zn（OH）₄]^2-，
故答案為：ZnO+H₂O+2OH^-=[Zn（OH）₄]^2-；
（2）①反應(yīng)Ⅰ：ZnO（s）+CO（g）?Zn（g）+CO₂（g），鋅蒸氣冷凝為冷凝物，冷凝物為金屬鋅，
故答案為：Zn；
②某溫度時，在反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)爐中，起始時 c（CO）為 0.3mol•L-¹，反應(yīng)過程中達到平衡 CO₂ 的體積分數(shù) φ（CO₂）如圖所示為0.4，
                         ZnO（s）+CO（g）?Zn（g）+CO₂（g）
起始量（mol/L）                0.3             0              0
變化量（mol/L）                 x              x               x
平衡量（mol/L）                0.3-x          x             x
$\frac{x}{0.3+x}$=0.4
x=0.2
平衡常數(shù)K=$\frac{0.2×0.2}{0.3-0.2}$=0.4，
故答案為：0.4；
③a．增大ZnO的投料量，氧化鋅為固體不影響平衡，氧化鋅轉(zhuǎn)化率不變，故a錯誤；
b．反應(yīng)前后氣體體積不變，適當加壓，不影響平衡移動，故b錯誤；
 c．將鋅蒸氣及時分離，平衡正向進行氧化鋅轉(zhuǎn)化率增大，故c正確；
故答案為：c；
④反應(yīng)Ⅱ中2Zn（g）+O₂（g）═2ZnO（s），反應(yīng)中2molZn完全反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移4mol，反應(yīng)每轉(zhuǎn)移1mol 電子，反應(yīng)放熱174kJ，轉(zhuǎn)移4mol電子反應(yīng)放熱696KJ，反應(yīng)焓變△H=-696KJ/mol，
故答案為：-696KJ/mol；
（3）①滴定管未用 EDTA 標準液潤洗，內(nèi)層水膜會稀釋標準溶液，消耗標準溶液體積會增大，測定結(jié)果偏高，故答案為：偏高；
②稱取0.5000g樣品，酸溶后定容于250mL容量瓶中，搖勻．量取25.00mL該溶液，用0.04000mol•L^-1的EDTA（Na₂H₂Y）標準液滴定其中的Zn²⁺（反應(yīng)方程式為 Zn²⁺+H₂Y^2-═ZnY^2-+2H⁺，雜質(zhì)不反應(yīng)），平行滴定三次，平均消耗EDTA標準液15.12mL．
    Zn²⁺+H₂Y^2-═ZnY^2-+2H⁺，
     1         1    
    n           15.12×10^-3L×0.04000mol/L
n（ZnO）=n（Zn²⁺）=15.12×10^-3L×0.04000mol/L，
250mL溶液中n（ZnO）=15.12×10^-3L×0.04000mol/L×$\frac{250}{25}$，
樣品純度=$\frac{15.12×1{0}^{-3}×0.04000×\frac{250}{25}×81}{0.5000}$×100%，
故答案為：$\frac{15.12×1{0}^{-3}×0.04000×\frac{250}{25}×81}{0.5000}$×100%；
（4）將含有0.05mol ZnS的熒光粉溶于500mL鹽酸中，完全溶解后溶液中鋅離子濃度c（Zn²⁺）=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L，K_sp（ZnS）=2.5×10^-23=c（Zn²⁺）c（S^2-），
c（S^2-）≤2.5×10^-22mol/L，
故答案為：2.5×10^-22．

點評 本題考查了物質(zhì)組成的探究、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)的計算、影響化學(xué)平衡因素分析、滴定實驗的過程分析和計算，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．